(57)【要約】【課題】  異なる光電変換特性をもつ撮像センサによる撮影画像に対するＩＳＯ感度制御を行う。【解決手段】  異なる光電変換特性を２つ以上有する固体撮像素子の光電変換特性を制御するべく該異なる光電変換特性の切り替わり点（変曲点）位置を制御する切替点制御部と、固体撮像素子からの撮像信号に対する、それぞれ乗算処理及び加算処理を行う乗算部及び加算部と、変曲点位置に関する所定の選択基準情報に基づいて、乗算部の乗算処理により得られる信号と加算処理部の加算処理により得られる信号とに対する信号選択を行う信号選択部とを備え、乗算部、加算部及び切替点制御部それぞれにより、設定するＩＳＯ感度度に応じて、乗算値、加算値及び変曲点位置を変更する。【選択図】  図５
2006352804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる光電変換特性を２つ以上有する固体撮像素子と、
前記異なる光電変換特性の切り替わり点の位置を制御する切替点制御部と、
前記固体撮像素子からの撮像信号に対する乗算処理を行う乗算部と、
前記固体撮像素子からの撮像信号に対する加算処理を行う加算部と、
前記切り替わり点の位置に関する所定の選択基準情報に基づいて、前記乗算部の乗算処理により得られる信号と前記加算部の加算処理により得られる信号とに対する信号選択を行う信号選択部とを備え、
前記乗算部、加算部及び切替点制御部はそれぞれ、被写体輝度の入力に対する出力度合いを示す所定の感度に応じて、乗算処理における乗算値、加算処理における加算値及び切り替わり点の位置を変更することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記切替点制御部は、前記感度に応じて切り替わり点の位置を変更し、
前記乗算部及び加算部はそれぞれ、当該切替点制御部によって切り替わり点の位置が変更された光電変換特性に基づき得られた撮像信号に対する前記乗算処理及び加算処理を行うことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記乗算部及び加算部に入力される固体撮像素子からの撮像信号はアナログ信号であることを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
【請求項４】
アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換部をさらに備え、
前記乗算部及び加算部に入力される固体撮像素子からの撮像信号は、アナログ信号としての該撮像信号が前記Ａ／Ｄ変換部によってＡ／Ｄ変換されてなるデジタル信号であることを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
【請求項５】
異なる光電変換特性を２つ以上有する固体撮像素子と、
被写体輝度の入力に対する出力度合いを示す所定の感度に応じて、前記異なる光電変換特性の切り替わり点の位置を制御する切替点制御回路と、
前記感度に応じてオン、オフの切り替えを行う所定数の切替スイッチを含み、該切替スイッチによる切り替えに応じて前記固体撮像素子からの撮像信号に対する乗算処理を行う乗算回路と、
前記感度に応じてオン、オフの切り替えを行う所定数の切替スイッチを含み、該切替スイッチによる切り替えに応じて前記固体撮像素子からの撮像信号に対する加算処理を行う加算回路と、
前記固体撮像素子からの撮像信号に対して前記切り替わり点の位置に関する所定の比較処理を行う比較回路と、
前記比較回路の比較処理により得られた選択基準用信号に基づいて、前記乗算回路の乗算処理により得られる信号と前記加算回路の加算処理により得られる信号とに対する信号選択を行う信号選択回路とを備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
前記切替点制御回路は、前記感度に応じて切り替わり点の位置を変更し、
前記乗算回路及び加算回路はそれぞれ、当該切替点制御回路によって切り替わり点の位置が変更された光電変換特性に基づき得られた撮像信号に対する前記乗算処理及び加算処理を行うことを特徴とする請求項５記載の撮像装置。
【請求項７】
前記固体撮像素子からの撮像信号に対して前記乗算処理及び加算処理の前に黒レベル補正処理を行う黒レベル補正回路をさらに備えることを特徴とする請求項５又は６記載の撮像装置。
【請求項８】
前記乗算回路、加算回路及び比較回路に入力される固体撮像素子からの撮像信号はアナログ信号であることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項９】
異なる光電変換特性を２つ以上有する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子からの撮像信号に対する乗算処理を行う乗算部と、
前記固体撮像素子からの撮像信号に対する加算処理を行う加算部と、
前記複数の異なる光電変換特性の１つを他の光電変換特性に変換する特性変換部と、
前記光電変換特性の切り替わり点の位置に関する所定の選択基準情報に基づいて、前記乗算部の乗算処理により得られる信号と前記加算部の加算処理により得られる信号とに対する信号選択を行う信号選択部とを備え、
前記乗算部及び加算部はそれぞれ、被写体輝度の入力に対する出力度合いを示す所定の感度に応じて、乗算処理における乗算値及び加算処理における加算値を変更することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
前記固体撮像素子は、カラー撮像素子であり、
前記特性変換部は、前記異なる光電変換特性の１つを他の光電変換特性に変換する第１の特性変換及び／又は前記他の光電変換特性を前記１つの光電変換特性に変換する第２の特性変換を行うことが可能に構成されたものであって、
前記カラー撮像素子からの色信号に対する色の調整に関するゲインと、前記所定の感度の調整に関するゲインとを合成してなる合成ゲインを設定する合成ゲイン設定部をさらに備え、
前記特性変換部は、前記合成ゲイン設定部に設定された合成ゲインに応じて、前記第１の特性変換及び／又は前記第２の特性変換を行い、
前記乗算部及び加算部はそれぞれ、前記色信号毎に、前記合成ゲインから得られる乗算値及び加算値を用いた乗算処理及び加算処理を行うことを特徴とする請求項９記載の撮像装置。
【請求項１１】
アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換部をさらに備え、
前記乗算部及び加算部に入力されるカラー撮像素子からの色信号は、アナログ信号としての該色信号が前記Ａ／Ｄ変換部によってＡ／Ｄ変換されてなるデジタル信号であることを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる２つ以上の特性領域からなる光電変換特性を有する撮像センサを用いた撮像装置であって、特にこの撮像センサにより得られる画像に対する感度調整を行う撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラ等の撮像装置においては、高画質化の要請に伴い、撮像センサが扱うことのできる被写体の輝度範囲、すなわちダイナミックレンジを拡大させることが１つの大きなテーマとなっている。このダイナミックレンジの拡大化が図られる撮像センサに関し、入射光量に対して電気信号が線形的に変換されて出力される線形特性領域と、入射光量に対して電気信号が対数的に変換されて出力される対数特性領域とからなる光電変換特性を有する撮像センサが知られている（例えば特許文献１参照）。この撮像センサのことを「ＬＯＧセンサ」ともいう。また、このＬＯＧセンサによる撮像により得られる線形特性及び対数特性を有した画像のことを線形／対数画像と称する。
【特許文献１】特開２００２−７７７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、一般的に、銀塩カメラでの撮影画像に対する各種補正処理（画像処理）の１つとしてＩＳＯ感度補正がある。このＩＳＯ感度補正（ＩＳＯ感度に相当する感度補正）は、デジタルカメラにおいても行われるが、これまでのデジタルカメラでは、１種類すなわち線形特性領域のみからなる光電変換特性を有する撮像センサによって撮影された線形画像を対象としたものであり、当該線形画像に対する増幅処理が行われることでＩＳＯ感度が制御（ＩＳＯ感度補正）されるものであった。しかしながら、上記ＬＯＧセンサを搭載した撮像装置において、該ＬＯＧセンサから得られる線形／対数画像に対するＩＳＯ感度の制御を行う技術は無かった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、異なる光電変換特性を有する撮像センサ（ＬＯＧセンサ）により得られた撮影画像（線形／対数画像）に対するＩＳＯ感度の制御を行うことができ、ひいては撮影画像の高画質化を図ることが可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る撮像装置は、異なる光電変換特性を２つ以上有する固体撮像素子と、前記異なる光電変換特性の切り替わり点の位置を制御する切替点制御部と、前記固体撮像素子からの撮像信号に対する乗算処理を行う乗算部と、前記固体撮像素子からの撮像信号に対する加算処理を行う加算部と、前記切り替わり点の位置に関する所定の選択基準情報に基づいて、前記乗算部の乗算処理により得られる信号と前記加算部の加算処理により得られる信号とに対する信号選択を行う信号選択部とを備え、前記乗算部、加算部及び切替点制御部はそれぞれ、被写体輝度の入力に対する出力度合いを示す所定の感度に応じて、乗算処理における乗算値、加算処理における加算値及び切り替わり点の位置を変更することを特徴とする。なお、本発明において、切り替わり点の“位置”とは、固体撮像素子の全体的な光電変換特性を例えば２次元座標上に示した場合の、その座標上の位置をいう。
【０００６】
上記構成によれば、切替点制御部によって、異なる光電変換特性を２つ以上有する固体撮像素子の該異なる光電変換特性の切り替わり点（後述する変曲点に相当）の位置が制御される。また、乗算部によって、固体撮像素子からの撮像信号に対する乗算処理が行われ、加算部によって、固体撮像素子からの撮像信号に対する加算処理が行われる。また、信号選択部によって、切り替わり点の位置に関する所定の選択基準情報に基づいて、乗算部の乗算処理により得られる信号と加算処理部の加算処理により得られる信号とに対する信号選択が行われる。そして、これら乗算部、加算部及び切替点制御部によって、被写体輝度の入力に対する出力度合いを示す所定の感度（後述のＩＳＯ感度に相当）に応じて、乗算処理における乗算値、加算処理における加算値及び切り替わり点の位置が変更される。これにより、所定の感度に応じて、撮像信号つまり撮影画像の変曲点位置を変更したり、撮影画像に対して乗算処理や加算処理を施したりすることができ、選択基準情報すなわち変曲点位置（変曲点レベル）に基づいて、該変曲点位置を境とする信号選択処理を行うことで、例えば乗算処理が施されてなる線形特性領域の画像と、加算処理が施されてなる対数特性領域の画像とからなる撮影画像を求めるといったことが可能となるため、異なる光電変換特性を有する撮像センサにより得られた撮影画像（線形／対数画像）に対するＩＳＯ感度の制御を行うことができ、ひいては撮影画像の高画質化を図ることができる。
【０００７】
請求項２に係る撮像装置は、請求項１において、前記切替点制御部は、前記感度に応じて切り替わり点の位置を変更し、前記乗算部及び加算部はそれぞれ、当該切替点制御部によって切り替わり点の位置が変更された光電変換特性に基づき得られた撮像信号に対する前記乗算処理及び加算処理を行うことを特徴とする。この構成によれば、切替点制御部によって、感度に応じて切り替わり点の位置が変更され、乗算部及び加算部によって、それぞれ切替点制御部によって切り替わり点の位置が変更された光電変換特性に基づき得られた撮像信号に対する乗算処理及び加算処理が行われる。このように、感度に応じて切り替わり点の位置が変更された後、この替わり点の位置が変更された撮影画像に対する乗算処理及び加算処理が行われるため、感度制御を行う際の乗算処理及び加算処理等によって、撮像信号の出力レベルが所定レベル、例えば一般的に設定される上限値レベルを超過してしまい、好適な感度制御が行われなくなることを確実に防止できる。
【０００８】
請求項３に係る撮像装置は、請求項１又は２において、前記乗算部及び加算部に入力される固体撮像素子からの撮像信号はアナログ信号であることを特徴とする。この構成によれば、乗算部及び加算部に入力される固体撮像素子からの撮像信号はアナログ信号であるため、感度制御における画像の所謂ざらつきを抑えることができる。
【０００９】
請求項４に係る撮像装置は、請求項１又は２において、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換部をさらに備え、前記乗算部及び加算部に入力される固体撮像素子からの撮像信号は、アナログ信号としての該撮像信号が前記Ａ／Ｄ変換部によってＡ／Ｄ変換されてなるデジタル信号であることを特徴とする。この構成によれば、乗算部及び加算部に入力される固体撮像素子からの撮像信号はデジタル信号であるため、アナログ処理と比べてより正確な感度制御が可能となる。
【００１０】
請求項５に係る撮像装置は、異なる光電変換特性を２つ以上有する固体撮像素子と、被写体輝度の入力に対する出力度合いを示す所定の感度に応じて、前記異なる光電変換特性の切り替わり点の位置を制御する切替点制御回路と、前記感度に応じてオン、オフの切り替えを行う所定数の切替スイッチを含み、該切替スイッチによる切り替えに応じて前記固体撮像素子からの撮像信号に対する乗算処理を行う乗算回路と、前記感度に応じてオン、オフの切り替えを行う所定数の切替スイッチを含み、該切替スイッチによる切り替えに応じて前記固体撮像素子からの撮像信号に対する加算処理を行う加算回路と、前記固体撮像素子からの撮像信号に対して前記切り替わり点の位置に関する所定の比較処理を行う比較回路と、前記比較回路の比較処理により得られた選択基準用信号に基づいて、前記乗算回路の乗算処理により得られる信号と前記加算回路の加算処理により得られる信号とに対する信号選択を行う信号選択回路とを備えることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、被写体輝度の入力に対する出力度合いを示す所定の感度（後述のＩＳＯ感度に相当）に応じて、切替点制御回路によって、異なる光電変換特性を２つ以上有する固体撮像素子の該異なる光電変換特性の切り替わり点（後述する変曲点に相当）の位置が制御される。また、所定の感度に応じて、乗算回路により、切替スイッチによる切り替えに応じて固体撮像素子からの撮像信号に対する乗算処理が行われるとともに、加算回路により、切替スイッチによる切り替えに応じて固体撮像素子からの撮像信号に対する加算処理が行われる。一方、比較回路によって、固体撮像素子からの撮像信号に対して切り替わり点の位置に関する所定の比較処理が行われる。また、信号選択回路によって、比較回路の比較処理により得られた選択基準用信号に基づいて、乗算回路の乗算処理により得られる信号と加算回路の加算処理により得られる信号とに対する信号選択が行われる。これにより、所定の感度に応じて、撮像信号つまり撮影画像の変曲点位置を変更したり、撮影画像に対して乗算処理や加算処理を施したりすることができ、選択基準用信号すなわち変曲点位置（変曲点レベル）に基づいて、該変曲点位置を境とする信号選択処理を行うことで、例えば乗算処理が施されてなる線形特性領域の画像と、加算処理が施されてなる対数特性領域の画像とからなる撮影画像を求めるといったことが可能となるため、異なる光電変換特性を有する撮像センサにより得られた撮影画像（線形／対数画像）に対するＩＳＯ感度の制御を行うことができ、ひいては撮影画像の高画質化を図ることができる。
【００１２】
請求項６に係る撮像装置は、請求項５において、前記切替点制御回路は、前記感度に応じて切り替わり点の位置を変更し、前記乗算回路及び加算回路はそれぞれ、当該切替点制御回路によって切り替わり点の位置が変更された光電変換特性に基づき得られた撮像信号に対する前記乗算処理及び加算処理を行うことを特徴とする。この構成によれば、切替点制御回路によって、感度に応じて切り替わり点の位置が変更され、乗算回路及び加算回路によって、それぞれ切替点制御回路によって切り替わり点の位置が変更された光電変換特性に基づき得られた撮像信号に対する乗算処理及び加算処理が行われる。このように、感度に応じて切り替わり点の位置が変更された後、この切り替わり点の位置が変更された撮影画像に対する乗算処理及び加算処理が行われるため、感度制御を行う際の乗算処理及び加算処理等によって、撮像信号の出力レベルが所定レベル、例えば一般的に設定される上限値レベルを超過してしまい、好適な感度制御が行われなくなることを確実に防止できる。
【００１３】
請求項７に係る撮像装置は、請求項５又は６において、前記固体撮像素子からの撮像信号に対して前記乗算処理及び加算処理の前に黒レベル補正処理を行う黒レベル補正回路をさらに備えることを特徴とする。この構成によれば、黒レベル補正回路によって、固体撮像素子からの撮像信号に対して乗算処理及び加算処理の前に黒レベル補正処理が行われるため、黒レベル補正された撮像信号つまり撮影画像に対する感度調整を行うことができ、ひいては高精度の感度制御を行うことが可能となる。
【００１４】
請求項８に係る撮像装置は、請求項５〜７のいずれかにおいて、前記乗算回路、加算回路及び比較回路に入力される固体撮像素子からの撮像信号はアナログ信号であることを特徴とする。この構成によれば、乗算回路、加算回路及び比較回路に入力される固体撮像素子からの撮像信号はアナログ信号であるため、感度制御における画像の所謂ざらつきを抑えることができる。
【００１５】
請求項９に係る撮像装置は、異なる光電変換特性を２つ以上有する固体撮像素子と、前記固体撮像素子からの撮像信号に対する乗算処理を行う乗算部と、前記固体撮像素子からの撮像信号に対する加算処理を行う加算部と、前記複数の異なる光電変換特性の１つを他の光電変換特性に変換する特性変換部と、前記光電変換特性の切り替わり点の位置に関する所定の選択基準情報に基づいて、前記乗算部の乗算処理により得られる信号と前記加算部の加算処理により得られる信号とに対する信号選択を行う信号選択部とを備え、前記乗算部及び加算部はそれぞれ、被写体輝度の入力に対する出力度合いを示す所定の感度に応じて、乗算処理における乗算値及び加算処理における加算値を変更することを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、乗算部によって、異なる光電変換特性を２つ以上有する固体撮像素子からの撮像信号に対する乗算処理が行われ、加算部によって、この固体撮像素子からの撮像信号に対する加算処理が行われる。また、特性変換部によって、複数の異なる光電変換特性の１つが他の光電変換特性に変換され、信号選択部によって、光電変換特性の切り替わり点の位置に関する所定の選択基準情報に基づいて、乗算部の乗算処理により得られる信号と加算部の加算処理により得られる信号とに対する信号選択が行われる。そして、これら乗算部及び加算部によって、被写体輝度の入力に対する出力度合いを示す所定の感度（後述のＩＳＯ感度に相当）に応じて、乗算処理における乗算値及び加算処理における加算値が変更される。このように、特性変換部によって異なる光電変換特性の１つ例えば線形特性データが他の光電変換特性例えば対数特性データに変換され、ＩＳＯ感度に応じて、当該データ変換処理が施された変換画像データに対して乗算処理や加算処理が施されるとともに、例えばこの変換画像データの特性の切り替わり点に関する選択基準情報に基づいて乗算及び加算処理された画像信号の選択が行われるので、異なる光電変換特性を有する撮像センサの撮影画像（線形／対数画像）に対するＩＳＯ感度制御を、固体撮像素子に対する切り替わり点の位置の制御（変曲点制御）を行うことなく、且つ当該各処理を例えばデジタル信号処理（演算処理）のみによって行うことが可能となり、ひいてはＩＳＯ感度制御の高速化、高精度化を図ることができる。
【００１７】
請求項１０に係る撮像装置は、請求項９において、前記固体撮像素子は、カラー撮像素子であり、前記特性変換部は、前記異なる光電変換特性の１つを他の光電変換特性に変換する第１の特性変換及び／又は前記他の光電変換特性を前記１つの光電変換特性に変換する第２の特性変換を行うことが可能に構成されたものであって、前記カラー撮像素子からの色信号に対する色の調整に関するゲインと、前記所定の感度の調整に関するゲインとを合成してなる合成ゲインを設定する合成ゲイン設定部をさらに備え、前記特性変換部は、前記合成ゲイン設定部に設定された合成ゲインに応じて、前記第１の特性変換及び／又は前記第２の特性変換を行い、前記乗算部及び加算部はそれぞれ、前記色信号毎に、前記合成ゲインから得られる乗算値及び加算値を用いた乗算処理及び加算処理を行うことを特徴とする。この構成によれば、固体撮像素子は、カラー撮像素子であり、特性変換部によって、異なる光電変換特性の１つを他の光電変換特性に変換する第１の特性変換及び／又は他の光電変換特性を１つの光電変換特性に変換する第２の特性変換が行われる。合成ゲイン設定部によって、カラー撮像素子からの色信号に対する色の調整に関するゲインと、所定の感度の調整に関するゲインとを合成してなる合成ゲインが設定され、特性変換部によって、合成ゲイン設定部に設定された合成ゲインに応じて、第１の特性変換及び／又は第２の特性変換が行われ、乗算部及び加算部によって、色信号毎に、この合成ゲインから得られる乗算値及び加算値を用いた乗算処理及び加算処理が行われる。
【００１８】
このように、所定の感度の調整に関するゲインすなわちＩＳＯ感度制御用のゲインと、カラー撮像素子からの色信号（例えばＲＧＢ信号）に対する色の調整に関するゲインすなわちホワイトバランス補正用のゲインとが合成された合成ゲインを用いて、色信号毎に処理が行われるので、合成ゲインという同一の制御パラメータを用いて感度の調整（ＩＳＯ感度制御）と色調整（ＷＢ補正）とを同時に実行することが可能となり、換言すれば、感度の調整に伴って色調整も行うことが可能となり、感度及び色調整に対する制御効率の向上（制御時間の短縮化）、ひいては撮影の高速化を図ることができる。また、これら感度の調整と色調整とを例えば同一の調整部（回路）によって行うことが可能となり（ＩＳＯ感度制御回路とＷＢ補正回路との共通化を図ることができ）、ひいては装置の簡素化（装置規模の削減）を図ることができる。
【００１９】
請求項１１に係る撮像装置は、請求項１０において、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換部をさらに備え、前記乗算部及び加算部に入力されるカラー撮像素子からの色信号は、アナログ信号としての該色信号が前記Ａ／Ｄ変換部によってＡ／Ｄ変換されてなるデジタル信号であることを特徴とする。この構成によれば、乗算部及び加算部に入力されるカラー撮像素子からの色信号はデジタル信号であるため、合成ゲインに基づいて感度及び色の調整（ＩＳＯ感度制御及びＷＢ補正）を行う構成を、デジタル回路を用いて容易に実現することが可能となる。また、これら各調整がデジタル処理にて行われることで、アナログ処理と比べてより正確な感度及び色の調整の制御が可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に係る撮像装置によれば、所定の感度に応じて、撮像信号つまり撮影画像の変曲点位置を変更したり、撮影画像に対して乗算処理や加算処理を施したりすることができ、選択基準情報すなわち変曲点位置（変曲点レベル）に基づいて、該変曲点位置を境とする信号選択処理を行うことで、例えば乗算処理が施されてなる線形特性領域の画像と、加算処理が施されてなる対数特性領域の画像とからなる撮影画像を求めるといったことが可能となるため、異なる光電変換特性を有する撮像センサにより得られた撮影画像（線形／対数画像）に対するＩＳＯ感度の制御を行うことができ、ひいては撮影画像の高画質化を図ることができる。
【００２１】
請求項２に係る撮像装置によれば、感度に応じて切り替わり点の位置が変更された後、この切り替わり点の位置が変更された撮影画像に対する乗算処理及び加算処理が行われるため、感度制御を行う際の乗算処理及び加算処理等によって、撮像信号の出力レベルが所定レベル、例えば一般的に設定される上限値レベルを超過してしまい、好適な感度制御が行われなくなることを確実に防止できる。
【００２２】
請求項３に係る撮像装置によれば、乗算部及び加算部に入力される固体撮像素子からの撮像信号はアナログ信号であるため、感度制御における画像の所謂ざらつきを抑えることができる。
【００２３】
請求項４に係る撮像装置によれば、乗算部及び加算部に入力される固体撮像素子からの撮像信号はデジタル信号であるため、アナログ処理と比べてより正確な感度制御が可能となる。
【００２４】
請求項５に係る撮像装置によれば、所定の感度に応じて、撮像信号つまり撮影画像の変曲点位置を変更したり、撮影画像に対して乗算処理や加算処理を施したりすることができ、選択基準用信号すなわち変曲点位置（変曲点レベル）に基づいて、該変曲点位置を境とする信号選択処理を行うことで、例えば乗算処理が施されてなる線形特性領域の画像と、加算処理が施されてなる対数特性領域の画像とからなる撮影画像を求めるといったことが可能となるため、異なる光電変換特性を有する撮像センサにより得られた撮影画像（線形／対数画像）に対するＩＳＯ感度の制御を行うことができ、ひいては撮影画像の高画質化を図ることができる。
【００２５】
請求項６に係る撮像装置によれば、感度に応じて切り替わり点の位置が変更された後、この替わり点の位置が変更された撮影画像に対する乗算処理及び加算処理が行われるため、感度制御を行う際の乗算処理及び加算処理等によって、撮像信号の出力レベルが所定レベル、例えば一般的に設定される上限値レベルを超過してしまい、好適な感度制御が行われなくなることを確実に防止できる。
【００２６】
請求項７に係る撮像装置によれば、黒レベル補正回路によって、固体撮像素子からの撮像信号に対して乗算処理及び加算処理の前に黒レベル補正処理が行われるため、黒レベル補正された撮像信号つまり撮影画像に対する感度調整を行うことができ、ひいては高精度の感度制御を行うことが可能となる。
【００２７】
請求項８に係る撮像装置によれば、乗算回路、加算回路及び比較回路に入力される固体撮像素子からの撮像信号はアナログ信号であるため、感度制御における画像の所謂ざらつきを抑えることができる。
【００２８】
請求項９に係る撮像装置によれば、特性変換部によって異なる光電変換特性の１つ例えば線形特性データが他の光電変換特性例えば対数特性データに変換され、ＩＳＯ感度に応じて、当該データ変換処理が施された変換画像データに対して乗算処理や加算処理が施されるとともに、例えばこの変換画像データの特性の切り替わり点に関する選択基準情報に基づいて乗算及び加算処理された画像信号の選択が行われるので、異なる光電変換特性を有する撮像センサの撮影画像（線形／対数画像）に対するＩＳＯ感度制御を、固体撮像素子に対する切り替わり点の位置の制御（変曲点制御）を行うことなく、且つ当該各処理を例えばデジタル信号処理（演算処理）のみによって行うことが可能となり、ひいてはＩＳＯ感度制御の高速化、高精度化を図ることができる。
【００２９】
請求項１０に係る撮像装置によれば、合成ゲインという同一のパラメータを用いて感度の調整（ＩＳＯ感度制御）と色調整（ＷＢ補正）とを同時に実行することが可能となり、換言すれば、感度の調整に伴って色調整も行うことが可能となり、感度及び色調整に対する制御効率の向上（制御時間の短縮化）、ひいては撮影の高速化を図ることができる。また、当該感度の調整と色調整とを例えば同一の調整部（回路）によって行うことが可能となり（ＩＳＯ感度制御回路とＷＢ補正回路との共通化を図ることができ）、ひいては装置の簡素化（装置規模の削減）を図ることができる。
【００３０】
請求項１１に係る撮像装置によれば、乗算部及び加算部に入力されるカラー撮像素子からの色信号はデジタル信号であるため、合成ゲインに基づいて感度及び色の調整（ＩＳＯ感度制御及びＷＢ補正）を行う構成を、デジタル回路を用いて容易に実現することが可能となる。また、これら各調整がデジタル処理にて行われることで、アナログ処理と比べてより正確な感度及び色の調整の制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（実施形態１）
図１は、第１の実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラを示し、このデジタルカメラの主に撮像処理に関する概略的なブロック構成図を示している。図１に示すようにデジタルカメラ１は、レンズ部２、撮像センサ３、ＩＳＯ感度制御部４、Ａ／Ｄ変換部５、画像処理部６、画像メモリ７、全体制御部８、モニタ部９及び操作部１０等を備えている。
【００３２】
レンズ部２は、被写体光（光像）を取り込むレンズ窓として機能するとともに、この被写体光をカメラ本体の内部に配置されている撮像センサ３へ導くための光学レンズ系（被写体光の光軸Ｌに沿って直列的に配置される例えばズームレンズやフォーカスレンズ、その他の固定レンズブロック）を構成するものである。レンズ部２は、該レンズの透過光量を調節するための絞り（図略）やシャッタ（図略）を備えており、全体制御部８によりこの絞りやシャッタの駆動制御がなされる構成となっている。
【００３３】
撮像センサ３は、レンズ部２において結像された被写体光像の光量に応じ、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色成分の画像信号に光電変換してこれを後段の例えばＩＳＯ感度制御部４へ出力するものである。本実施形態においては、撮像センサ３として、例えば図２に示すセンサ入射輝度が低い場合（暗時）に出力画素信号（光電変換により発生する出力電気信号）が線形的に変換されて出力される線形特性領域と、センサ入射輝度が高い場合（明時）に出力画素信号が対数的に変換されて出力される対数特性領域とからなる光電変換特性、換言すれば、低輝度側が線形で、高輝度側が対数である光電変換特性を有する対数変換型の固体撮像素子が用いられる。なお、この光電変換特性は、撮像センサ３の各画素回路に対する所定の制御信号により任意に制御可能とされている。この光電変換特性の制御は、例えば該光電変換特性の線形特性領域と対数特性領域との切り替わり点（以降、変曲点という）の位置を変化させる制御（例えばダイナミックレンジ制御）によって実現される。
【００３４】
このような撮像センサ３としては、例えば、フォトダイオード等の光電変換素子をマトリクス状に配置してなる固体撮像素子に、Ｐ型（又はＮ型）のＭＯＳＦＥＴ等を備えた対数変換回路を付加し、ＭＯＳＦＥＴのサブスレッショルド特性を利用することで、固体撮像素子の出力特性を入射光量に対して電気信号が対数的に変換されるようにした所謂ＣＭＯＳイメージセンサが採用される。ただし、ＣＭＯＳイメージセンサに限らず、ＶＭＩＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ等であってもよい。
【００３５】
ＩＳＯ感度制御部４は、撮像センサ３から出力された撮像（映像）信号に対して所定の乗算（増幅）処理或いは加算処理を行うなどしてＩＳＯ感度を調整する（ＩＳＯ感度制御を行う）ものである。ＩＳＯ感度制御部４は、入力されたアナログ信号としての撮像信号に対して各種処理を行う。このＩＳＯ感度制御部４の構成及び動作の詳細については後述する。
【００３６】
Ａ／Ｄ変換部５は、ＩＳＯ感度制御部４から出力されたＩＳＯ感度調整後のアナログ値の画像信号（アナログ信号）をデジタル値の画像信号（デジタル信号）に変換するものであり、撮像センサ３の各画素で受光して得られる画素信号をそれぞれ例えば１２ビットの画素データに変換する。
【００３７】
画像処理部６は、Ａ／Ｄ変換部５によるＡ／Ｄ変換処理によって得られた画像信号に対するホワイトバランス（ＷＢ）補正処理、色補間・色補正処理、階調変換処理、或いは固定パターンノイズ（ＦＰＮ；Fixed Pattern Noise）を除去するＦＰＮ補正処理等の各種画像処理をデジタル信号処理にて行うものである。
【００３８】
画像メモリ７は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリからなり、画像処理部６での画像処理を終えた画像データを（一時的に）保存するものである。画像メモリ７は、例えば撮影による所定フレーム分の画像データを記憶し得る容量を有したものとなっている。
【００３９】
全体制御部８は、各制御プログラム等を記憶するＲＯＭ、一時的にデータを格納するＲＡＭ、及び制御プログラム等をＲＯＭから読み出して実行する（中央演算処理装置：ＣＰＵ）等からなり、デジタルカメラ１全体の動作制御を司るものである。全体制御部８は、撮像センサ３やＩＳＯ感度制御部４或いは操作部１０等の装置各部からの各種信号に基づき、装置各部が必要とする制御パラメータ等を算出し、これを送信することで各部の動作を制御する。全体制御部８は、全体制御部８内に備えるタイミング生成部（タイミングジェネレータ）や駆動信号発生部（いずれも図略）により駆動制御信号を生成し、これに基づいて撮像センサ３やレンズ部２（絞りやシャッタ）に対する撮像動作制御を行ったり、画像処理部６や画像メモリ７に対する画像信号の入出力制御、或いはモニタ部９への表示制御などを行う。特にＩＳＯ感度制御部４に対しては、例えばＩＳＯ感度設定に関する操作部１０からの入力信号に応じてＩＳＯ感度制御に必要な各種信号を出力したり、逆にＩＳＯ感度制御部４からの動作状態検出用等の各種信号（例えば後述の撮像信号）を受信することでＩＳＯ感度制御部４の駆動制御を行う。なお、Ａ／Ｄ変換部５に対しては、撮像センサ３の駆動信号に同期したＡ／Ｄ変換タイミング信号や、Ａ／Ｄ変換を行う際の最低、最高アナログレベル信号等を出力する。
【００４０】
モニタ部９は、撮像センサ３で撮影された画像（画像メモリ７に保存されていた画像）或いは所定の設定情報等のモニタ表示を行うものである。モニタ部９は、具体的には、例えばカメラ背面に配設されたカラー液晶表示素子からなる液晶表示器（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）で構成されている。
【００４１】
操作部１０は、デジタルカメラ１に対するユーザによる操作指示（指示入力）を行うものであり、例えば電源スイッチ、レリーズスイッチ、或いは各種撮影モードを設定するモード設定スイッチ、メニュー選択スイッチ、或いはＩＳＯ感度を設定するＩＳＯ感度設定スイッチ等の各種の操作スイッチ群（操作ボタン群）からなる。この操作部１０においては、例えばレリーズスイッチが押下（オン）されることで、撮像動作（撮像センサ３により被写体光が撮像され、この撮像により得られた画像データに対して所要の画像処理が施された後、画像メモリ７に記録されるといった一連の撮影動作）が実行される。また、ＩＳＯ感度設定スイッチを操作して、例えば所望のＩＳＯ感度（後述のＩＳＯ１００やＩＳＯ２００）を選択することで、当該選択したＩＳＯ感度を有する画像が得られる。なお、ＩＳＯ感度設定スイッチによるＩＳＯ感度の設定（選択入力）は、例えばＩＳＯ感度設定スイッチを各ＩＳＯ感度値に対応する複数の入力ボタンで構成し、これら入力ボタンから任意に選択して押下するようにしてもよいし、１つのＩＳＯ感度設定スイッチを操作して例えばモニタ部９に表示されるＩＳＯ感度の選択肢から選択するようにしてもよい。
【００４２】
図３は、全体制御部８の各機能を説明するための機能ブロック図である。同図に示すように全体制御部８は、ＩＳＯ感度設定部８１、撮像センサ駆動制御部８２、スイッチ制御部８３及び閾値信号出力部８４等を備えている。ＩＳＯ感度設定部８１は、ユーザによって操作部１０（ＩＳＯ感度設定スイッチ）から指示入力された所定のＩＳＯ感度を有するＩＳＯ感度情報（後述のＩＳＯ１００やＩＳＯ２００等のＩＳＯ感度情報）を設定するものである。
【００４３】
撮像センサ駆動制御部８２は、撮像センサ３の撮像に関する駆動制御を行うものである。撮像センサ駆動制御部８２は、当該駆動制御に必要な各種制御パラメータを算出し、算出した制御パラメータに応じて生成した制御信号に基づいて各制御動作要素を駆動させる。具体的には、例えば被写体の輝度に応じた自動露出制御（ＡＥ制御）を行うべく、ＡＥ制御パラメータ、すなわち、撮影時における最適な露光量に設定するための制御パラメータ（露光量制御パラメータ）と、最適な撮像センサ３の光電変換特性に設定するための制御パラメータ（ダイナミックレンジ制御パラメータ）とを算出する。この露光量制御パラメータとは、撮像センサ３に対する「露光時間」や「絞り」を最適化するための制御パラメータであり、また、ダイナミックレンジ制御パラメータとは、被写体輝度に応じて撮像センサ３の「光電変換特性」を最適化するための制御パラメータである。
【００４４】
ここで、本発明で言うＡＥ制御の概念に関する定義について説明しておく。いわゆる銀塩カメラと異なり、デジタルカメラやデジタルムービィ等の撮像装置においては、ＡＥ制御のための制御要素として、撮像センサ３の撮像面に届く光の総量を調整する方法と、撮像センサ３の光電変換特性に関連づけて（光電変換特性を作為的に変化させて）制御する方法とがある。本明細書では、前者を「露光量制御」と称し、後者を「ダイナミックレンジ制御」と称している。露光量制御は、例えば絞りの開口量調整や、或いはメカニカルシャッタのシャッタスピードの調整、又は撮像センサ３に対するリセット動作の制御による電荷の積分時間制御により実行され、一方、ダイナミックレンジ制御は、例えば撮像センサ３の線形特性領域と対数特性領域との切り替わり点（変曲点）の位置を制御することで実行される。
【００４５】
撮像センサ駆動制御部８２は、上記ＡＥ制御を行うに際して、撮像センサ３で実際に撮影された撮像信号（画像データ）から、ＡＥ制御の撮影動作制御を行うに際してのベース値となる評価値、すなわちＡＥ評価値を取得（検出）し、ＡＥ評価値取得時点における撮像センサ３の光電変換特性情報とに基づいて、例えば露光量設定用の被写体輝度が線形特性領域において所望の出力レベルとなるような露光時間設定値や絞り設定値といった露光量設定値、或いは例えばダイナミックレンジ設定用の被写体輝度が撮像センサ３の所定の飽和出力レベルとなるような（光電変換特性がこのような状態となるように該光電変換特性の変曲点位置を変化させるための）光電変換特性設定値を、それぞれ上記露光量制御パラメータやダイナミックレンジ制御パラメータとして算出する。なお、本実施形態においては、撮像センサ駆動制御部８２は、後述する撮像信号Ｖ１において所定の変曲点出力レベル（以降、変曲点レベルという）を有する光電変換特性が得られる撮像状態となるよう上記ダイナミックレンジパラメータ制御等を行うことによって撮像センサ３の駆動制御を行う。
【００４６】
スイッチ制御部８３は、後述のＩＳＯ感度制御回路（図５参照）における撮像信号に対する乗算処理や加算処理或いは信号選択処理等を行うに際して、アナログスイッチ（以降、単にスイッチという）ＳＷ１〜ＳＷ１０といった各スイッチのオン、オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）の制御を行うものである。
【００４７】
閾値信号出力部８４は、ＩＳＯ感度設定部８１に設定されたＩＳＯ感度情報（設定ＩＳＯ感度）に基づいて、所定の閾値信号を、具体的には、後述する撮像信号Ｖ１の光電変換特性の変曲点レベル（後述のＶｔｈ２やＶｔｈ３）に相当する閾値信号（閾値電圧）Ｖｔｈを、後述の比較部４５に対して出力するものである。
【００４８】
次に、ＩＳＯ感度制御部４の構成及びＩＳＯ感度制御について詳述する。ここで、先ず本実施形態（第２〜４の実施形態も同じ）にいう「ＩＳＯ感度」の概念について説明する。従来の所謂銀塩カメラでのＩＳＯ感度は、フィルムの光に対する敏感さを数値化したものであり、ＩＳＯ感度が高い程、感度は高くなり、例えば、同じ絞り値に対してより速いシャッタスピードでの撮影（露光）が可能となるようなものであった。一方、デジタルカメラ１における「ＩＳＯ感度」の考え方も同様であり、例えば図４に示すように（横軸は被写体輝度に相当する入力値、縦軸は該入力値に対する出力値を示す）、所定のＩＳＯ感度である符号１０１に示すＩＳＯ１００の特性に対して、例えばその倍の感度であるＩＳＯ２００の特性は符号１０２に示すものとして表される。すなわち、所定の出力値（出力ＯＵＴ１）を得るためには、ＩＳＯ感度がＩＳＯ１００の場合、入力値Ｌ１に示す大きさの入力値が必要であるが、ＩＳＯ感度がＩＳＯ２００となる場合には、上記入力値Ｌ１の約半分の大きさである入力値Ｌ２で済むことになる。別の見方をすると、或る入力値（例えば入力値Ｌ２）に対して得られる出力は、ＩＳＯ１００の場合には出力値ＯＵＴ２であるが、ＩＳＯ２００では該出力値ＯＵＴ２の約２倍の大きさの出力値ＯＵＴ１が得られるものとなっている。このＩＳＯ１００やＩＳＯ２００といった各ＩＳＯ感度に対応して設定される個々の特性（特性線の傾きや形状）は、図４に示すものに限定されないが（例えば各社それぞれの規格等において任意に設定されるものであるが）、上記入力値と出力値との関係を用いて説明したように、各ＩＳＯ感度（例えばＩＳＯ１００及びＩＳＯ２００）間の感度の違いは同じものとなる。
【００４９】
図５は、ＩＳＯ感度制御部４の具体的な構成の一例を示す回路図である。なお、このＩＳＯ感度制御部４の回路のことを適宜、ＩＳＯ感度制御回路という。ＩＳＯ感度制御部４は、電圧信号出力部４１、黒レベル補正部４２、乗算部４３、加算部４４、比較部４５及び信号選択部４６等からなる。電圧信号出力部４１は、黒レベル補正部４２及び加算部４４に対して所定の信号電圧を出力する回路部である。電圧信号出力部４１は、第１ブロック４１１〜第５ブロック４１５を備える。これら各ブロック４１１〜４１５は、例えば第１ブロックに示すように抵抗Ｒ１（ボリューム抵抗）やアンプＡｍｐ１等からなり、抵抗Ｒ１のボリュームレベル（抵抗値）に応じた電圧を出力する。第２〜第５ブロック４１２〜４１５も第１ブロック４１１と同様に、抵抗やアンプ（いずれも図示略）を備え、同様に各抵抗のボリュームレベルに応じた電圧を出力する。ただし、第１ブロック４１１の出力電圧は黒レベル補正部４２に入力され、第２〜第５ブロック４１２〜４１５の出力電圧は加算部４４に入力される。
【００５０】
黒レベル補正部４２は、符号４６１の「ＩｎＳｉｇｎａｌ」に示す信号ラインに入力された撮像センサ３からの撮像信号Ｖ０に対して黒レベル補正を行う回路部である。具体的には、黒レベル補正部４２は、同図に示すように抵抗Ｒ４〜Ｒ７やアンプＡｍｐ３等からなり、当該入力された撮像信号Ｖ０に対し、第１ブロック４１１から出力される黒レベル基準としての基準電圧に基づいて、アンプＡｍｐ３において差分され黒レベルが差し引かれてなる撮像信号Ｖ１を出力する。
【００５１】
このことを図で示すと例えば図６のようになる。すなわち、符号２０１に示す信号を撮像信号Ｖ０とすると、撮像信号Ｖ０に対して符号２０３に示す黒レベル（出力電圧）分だけ差し引かれた、換言すれば撮像信号Ｖ０全体が図中の下方向へ平行移動されたものが符号２０２に示す撮像信号Ｖ１（撮像信号２０２）となる。ただし、撮像信号Ｖ０は図２に示すような光電変換特性を備える撮像センサ３によって得られた撮像信号であり、同図に示すように線形特性領域（Ｌｉｎ特性）及び対数特性領域（Ｌｏｇ特性）の出力電圧（画像データ）を有する信号となっている。この場合、撮像信号（又は光電変換特性）の変曲点レベルすなわち変曲点電圧は、Ｖｔｈ０から黒レベル補正分だけ差し引かれたＶｔｈ１へと変化する。なお、図６に示す各撮像信号のＬｏｇ特性部は、実際には上方にカーブした曲線となるがここでは簡略的に直線で示している（後述の図７についても同様）。
【００５２】
乗算部４３は、黒レベル補正部４２において生成された撮像信号Ｖ１に対する乗算処理すなわち増幅処理を行う回路部である。具体的には、乗算部４３は同図に示すように抵抗Ｒ８〜Ｒ１２、抵抗Ｒ９〜Ｒ１２に対して設けられるスイッチＳＷ１〜ＳＷ４、及びアンプＡｍｐ４等からなり、符号４６２で示す信号ラインを経て乗算部４３に入力された撮像信号Ｖ１に対して、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４における少なくとも１つのスイッチをオンすることで、アンプＡｍｐ４において当該オンしたスイッチに対する抵抗に応じた増幅（信号増幅）を行う。この乗算処理の結果、撮像信号Ｖ１は撮像信号Ｖ３となる。各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４に対応して設けられている抵抗Ｒ９〜Ｒ１２は、それぞれ例えばＩＳＯ１００、ＩＳＯ２００、ＩＳＯ４００、ＩＳＯ８００（これらはＩＳＯ感度が順に倍となっている）などと、それぞれＩＳＯ感度設定部８１に設定される各種ＩＳＯ感度に対応した異なる抵抗値を有するものとされている。ただし、ＩＳＯ感度に応じた抵抗（スイッチ）の個数は、ここでは抵抗Ｒ９〜Ｒ１２（スイッチＳＷ１〜ＳＷ４）の４つであるが、これに限定されず、設定されるＩＳＯ感度の種類に応じた任意の個数でよい。なお、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオン、オフ制御は、全体制御部８（スイッチ制御部８３）からのスイッチ制御信号に基づいて行われる。乗算部４３での乗算処理は、ＩＳＯ 感度調整における、撮像信号の線形特性領域に対する出力レベル調整に関して行われる。
【００５３】
加算部４４は、黒レベル補正部４２において生成された撮像信号Ｖ１に対する加算処理を行う回路部である。具体的には、加算部４４は同図に示すように抵抗Ｒ１３〜Ｒ１８、抵抗Ｒ１５〜Ｒ１８に対して設けられるスイッチＳＷ５〜ＳＷ８、及びアンプＡｍｐ５等からなり、符号４６３で示す信号ラインを経て加算部４４に入力された撮像信号Ｖ１に対して、スイッチＳＷ５〜ＳＷ８における少なくとも１つのスイッチをオンすることで、アンプＡｍｐ５において、当該オンしたスイッチに対応する電圧を撮像信号Ｖ１に加算する。この加算処理の結果、撮像信号Ｖ１は撮像信号Ｖ４となる。ただし、上記オンしたスイッチに対応する電圧すなわちスイッチＳＷ５〜ＳＷ８に対応する電圧とは、各抵抗Ｒ１５〜Ｒ１８を介した上記第２〜第５ブロック４１２〜４１５からの出力電圧を示しており、これら各ブロックの出力電圧は、それぞれＩＳＯ感度設定部８１に設定される各種ＩＳＯ感度に対応して異なる電圧値となっている。ここでは、第２〜第５ブロック４１２〜４１５からの出力電圧は、それぞれ上記各抵抗Ｒ９〜Ｒ１２と同じくＩＳＯ１００、ＩＳＯ２００、ＩＳＯ４００、ＩＳＯ８００用の電圧値となるよう設定されている。これにより、上記乗算部４３と加算部４４とは、設定する各ＩＳＯ感度に応じてスイッチＳＷ１〜ＳＷ４とスイッチＳＷ５〜ＳＷ８とのそれぞれが対となって動作する。例えばＩＳＯ感度がＩＳＯ２００となるよう調整する場合には、スイッチＳＷ２と共にスイッチＳＷ６がオンされる。ただし、乗算部４３及び加算部４４における当該対となる組み合わせは、上述に限定されず、例えばスイッチＳＷ１〜ＳＷ４（抵抗Ｒ９〜Ｒ１２）がそれぞれ逆順にスイッチＳＷ８〜ＳＷ５（抵抗Ｒ１８〜Ｒ１５）と対になっていてもよいし、“順”に対応していなくともよい。
【００５４】
なお、ここでは加算部４４の抵抗Ｒ１５〜Ｒ１８は同じ抵抗値とされているが、各種ＩＳＯ感度に応じた所望の加算処理用電圧が得られるのであれば同じ抵抗値である必要はなく、任意な抵抗値としてよい。また、各スイッチＳＷ５〜ＳＷ８のオン、オフ制御は、全体制御部８（スイッチ制御部８３）からのスイッチ制御信号に基づいて行われる。加算部４４での当該加算処理は、ＩＳＯ 感度調整における、撮像信号の対数特性領域に対する出力レベル調整に関して行われる。
【００５５】
比較部４５は、所定の閾値信号と撮像信号Ｖ１とを比較し、この比較結果に基づいて、信号選択部４６での信号選択処理時に使用する信号（以降、比較信号Ｖ２という）を出力するものである。具体的には、比較部４５は抵抗Ｒ２、Ｒ３及びアンプＡｍｐ２等からなり、符号４６５の「Ｖｔｈ」に示す信号ラインを経て比較部４５に入力された全体制御部８（閾値信号出力部８４）からの閾値信号Ｖｔｈ（例えば後述の変曲点レベルＶｔｈ３）と、符号４６４に示す信号ラインを経て比較部４５に入力された撮像信号Ｖ１との比較（大小判別）を行い、閾値信号Ｖｔｈ（電圧Ｖｔｈ３）と撮像信号Ｖ１（電圧Ｖ１）との大小関係に応じた信号を比較信号Ｖ２として出力する。すなわち、撮像信号Ｖ１はアンプＡｍｐ２の正（＋）入力に入力されており、閾値信号ＶｔｈはアンプＡｍｐ２の負（−）入力に入力されていることから、比較部４５から出力される比較信号Ｖ２をＶ２ＯＵＴとすると、Ｖ２ＯＵＴ＝（Ｖ１−Ｖｔｈ）＊Ａ（「＊」：乗算、Ａ：アンプＡｍｐ２の所定の増幅率）と示されるので、Ｖ１＞Ｖｔｈとなる場合には、Ｖ２ＯＵＴは正の信号となり、Ｖ１＜Ｖｔｈとなる場合には、Ｖ２ＯＵＴは負の信号となる。ただし、Ｖ１＝Ｖｔｈの場合は、Ｖ１＞Ｖｔｈ及びＶ１＜Ｖｔｈのいずれの場合に入れてもよい（ここでは負の信号となる場合に入れてＶ１≦Ｖｔｈとする）。また、上記正及び負の信号が出力される場合が逆になる構成としてもよい。要するに比較部４５は、撮像信号Ｖ１が、該撮像信号Ｖ１の光電変換特性の変曲点レベルである閾値信号Ｖｔｈよりも大きいか小さいかについての比較判別を行い、この結果に応じて異なる信号（ここでは正又は負の信号）を出力する。なお、ここでは、比較部４５を、アンプＡｍｐ２（増幅器）を用いるものとしているが、当該“アンプ”の特性を利用したアナログ比較器を用いるものとしてもよい。
【００５６】
信号選択部４６は、比較部４５から出力された比較信号Ｖ２に基づいて、乗算部４３からの撮像信号Ｖ３と加算部４４からの撮像信号Ｖ４とに対する信号選択処理を行うことで、撮像信号Ｖ５を生成するものである。具体的には、信号選択部４６はスイッチＳＷ９及びＳＷ１０等からなり、入力される比較信号Ｖ２が負の信号である場合には（Ｖ１≦Ｖｔｈ）、スイッチＳＷ９の切り替えにより、変曲点レベル以下である線形特性領域の撮像信号として乗算部４３からの撮像信号Ｖ３を選択し、入力される比較信号Ｖ２が正の信号である場合には（Ｖ１＞Ｖｔｈ）、スイッチＳＷ１０の切り替えにより、変曲点レベルより大きい対数特性領域の撮像信号として加算部４４からの撮像信号Ｖ４を選択する。当該信号選択処理の結果得られた撮像信号Ｖ５（アナログ信号）は、符号４６６の「ＯｕｔＳｉｇｎａｌ」に示す信号ラインから出力され、後段のＡ／Ｄ変換部５に入力される。
【００５７】
なお、ＩＳＯ感度制御部４（ＩＳＯ感度制御回路）は、上述した各機能すなわち黒レベル補正、乗算（増幅）、加算、比較、信号選択等の各機能が実行可能であるのならば、上記回路構成に限定されず、任意の回路構成が採用可能である。
【００５８】
このように、ＩＳＯ感度制御部４では、撮像センサ３から入力された撮像信号Ｖ０が黒レベル補正部４２において黒レベル補正されて撮像信号Ｖ１となり、この撮像信号Ｖ１は、乗算部４３、加算部４４及び比較部４５に入力される。この撮像信号Ｖ１は、乗算部４３において、オンされた何れかのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４（設定するＩＳＯ感度）に応じて増幅（乗算）されるとともに、加算部４４において、オンされた何れかのスイッチＳＷ５〜ＳＷ８（設定するＩＳＯ感度）に応じて電圧値が加算される。そして、比較部４５において閾値電圧Ｖｔｈと撮像信号Ｖ１との比較に基づき得られた比較信号Ｖ２を用いて、信号選択部４６により撮像信号Ｖ３及びＶ４から線形特性及び対数特性に対する信号が選択され、その結果、所望のＩＳＯ感度に応じた光電変換特性を有する撮像信号Ｖ５が得られる。このようなＩＳＯ感度制御部４によるＩＳＯ感度制御について、その具体的な一例を以下図７を用いて説明する。
【００５９】
図７は、第1の実施形態において、ＩＳＯ感度をＩＳＯ１００からＩＳＯ２００に変更する場合の撮像信号の出力電圧の変化の様子を示すものであり、横軸がセンサ入射輝度を、縦軸が出力電圧を示している。同図に示すように、例えばＩＳＯ１００時には、撮像信号Ｖ１（図５に示す黒レベル補正部４２から出力される撮像信号）において、出力Ｖｔｈ２を変曲点レベルとする撮像状態、すなわち変曲点３０１の出力電圧レベルが出力Ｖｔｈ２となる光電変換特性を有する撮像信号（撮影画像）が得られる撮像状態にて撮像されているとする。この場合の撮像信号Ｖ１を符号３１０に示す撮像信号（撮像信号３１０）とする。ただし、この撮像信号３１０は、上記図６で説明した黒レベル補正後の撮像信号２０２に相当する（このとき変曲点レベルＶｔｈ１は図７のＶｔｈ２に相当する）。
【００６０】
このようにＩＳＯ１００からＩＳＯ２００に感度変更するべく、操作部１０からの入力信号を受けてＩＳＯ感度設定部８１にＩＳＯ２００の感度情報が設定されると、全体制御部８（撮像センサ駆動制御部８２）により、撮像信号３１０の変曲点レベルがＶｔｈ３へ移行する、つまり変曲点３０１が変曲点３０２へと変化した撮像状態となるように撮像センサ３に対する駆動制御が行われ、この結果、撮像信号Ｖ１は符号３２０に示す撮像信号Ｖ１（撮像信号３２０）に変化する。この変曲点レベルがＶｔｈ３となる撮像信号Ｖ１を得る制御に際しては、全体制御部８は、例えば黒レベル補正部４２の出力部である上記図５の符号Ｓに示す信号ライン位置の信号（撮像信号Ｖ１）を検出しておき、この検出情報に基づいて変曲点レベルが当該Ｖｔｈ３となるよう撮像センサ３に対する駆動制御を行うようにしてもよい。この撮像センサ３に対する駆動制御では、黒レベル補正部４２による黒レベルの差し引き分が考慮された、すなわち撮像信号Ｖ０において黒レベル相当分だけ高い出力レベルの変曲点レベルとなる撮像信号が得られるように光電変換特性が制御される。
【００６１】
この撮像信号３２０（撮像信号Ｖ１）に対し、乗算部４３の増幅率（又は乗算値、乗算係数）が上記ＩＳＯ感度設定部８１に設定されたＩＳＯ感度に対応してｎ倍（例えばｎ＝Ｖｔｈ２／Ｖｔｈ３）となるよう全体制御部８によって設定がなされる。具体的には乗算部４３のスイッチＳＷ１〜ＳＷ４のうちの当該ｎ倍の増幅率が得られるスイッチがオンされ（残りのスイッチはオフの状態）、このｎ倍の増幅がなされた撮像信号Ｖ３が得られる。同様に、上記ＩＳＯ感度設定部８１に設定されたＩＳＯ感度に対応して、加算部４４の加算値がｍ（例えばｍ＝Ｖｔｈ２−Ｖｔｈ３）となるよう全体制御部８によって設定がなされる。具体的には加算部４４のスイッチＳＷ５〜ＳＷ８のうちの当該ｍの加算値が得られるスイッチがオンされ（残りのスイッチはオフの状態）、このｍの加算値が加算された撮像信号Ｖ４が得られる。
【００６２】
一方、比較部４５では、該比較部４５に入力された、ＩＳＯ感度設定部８１に設定されたＩＳＯ感度（ここではＩＳＯ２００）に対応する変曲点レベルＶｔｈ３となる閾値信号Ｖｔｈ（電圧Ｖｔｈ３）と、撮像信号Ｖ１（電圧Ｖ１）との比較処理が行われ、その結果、閾値信号Ｖｔｈと撮像信号Ｖ１との大小関係に基づく正又は負の信号が比較信号Ｖ２として出力される。信号選択部４６では、この比較部４５の比較結果つまり比較信号Ｖ２を信号選択の基準として、比較信号Ｖ２が負の値である場合には、撮像信号３２０における変曲点レベルＶｔｈ３以下（センサ入射輝度Ｌ１０以下）の線形特性領域３０３に対する、乗算部４３からの撮像信号Ｖ３が選択され、一方、比較信号Ｖ２が正の値である場合には、撮像信号３２０における変曲点レベルＶｔｈ３（センサ入射輝度Ｌ１０）より大きい対数特性領域３０４に対する、加算部４４からの撮像信号Ｖ４が選択される。これにより、線形特性領域３０３が上記ｎ倍で増幅されてなる線形特性領域３０５と、対数特性領域３０４に上記加算値ｍ分だけ加算されてなる対数特性領域３０６とからなる撮像信号３３０が得られる。この撮像信号３３０がＩＳＯ２００のＩＳＯ感度を有する撮像信号Ｖ５となる。この場合、センサ入射輝度Ｌ１０において変曲点レベルＶｔｈ３がｎ倍に増幅されたものが、符号３０７に示す変曲点での出力レベルＶｔｈ２となっている。
【００６３】
ただし、本実施形態では、「ｎ」の値をＶｔｈ２÷Ｖｔｈ３、「ｍ」の値をＶｔｈ２−Ｖｔｈ３によって与えている、すなわち、変曲点レベルがＶｔｈ３から撮像信号３１０での元のＶｔｈ２のレベルとなるようなｎやｍの値を設定しているが、これに限定されず、ＩＳＯ１００、２００、４００・・・などと各ＩＳＯ感度設定値に応じた任意なｎ、ｍの値（ゲイン値）が設定可能である。以上のようにして撮像センサ３により得られた線形／対数画像に対するＩＳＯ感度の制御（ＩＳＯ感度補正）が行われる。
【００６４】
なお、ここでの説明のようにＩＳＯ感度変更に際しては、乗算処理や加算処理を行う前段階の処理として、撮像信号３１０から撮像信号３２０に示すように（Ｖｔｈ２からＶｔｈ３へと）変曲点レベルが下げられるが、これは、ＩＳＯ感度制御部４で扱われるアナログ信号は、一般的にその出力レベルの上限値が１．０Ｖに設定されており、先に変曲点レベルを下げずにそのまま乗算処理や加算処理を行った場合に、この上限値１．０Ｖのレベルを超過してしまい、好適なＩＳＯ感度制御（調整）が行われなくなる（ＩＳＯ感度制御は行われるが好適なものとならない、或いはＩＳＯ感度制御自体が実行不能となる）畏れがあるため、このような不具合が生じる可能性をより低下させることにある。このように、一旦、光電変換特性の変曲点レベルを下げて撮影しておき、つまり光電変換特性全体の出力レベルを低下させて撮影しておき、その後、この撮影画像に対する所望のＩＳＯ感度に応じた乗算処理や加算処理を行うＩＳＯ感度制御手順とすることが望ましい。
【００６５】
図８は、第１の実施形態におけるデジタルカメラ１によるＩＳＯ感度制御に関する動作の一例を示すフローチャートである。先ず、ユーザによって操作部１０からの指示入力に基づきＩＳＯ感度情報（ＩＳＯ１００やＩＳＯ２００等のＩＳＯ感度情報）がＩＳＯ感度設定部８１に設定される（ステップＳ１）。ステップＳ１での設定ＩＳＯ感度が例えばＩＳＯ２００とすると、撮像センサ駆動制御部８２によって、撮像信号Ｖ１において変曲点レベルがＶｔｈ３となる撮影画像が得られるような撮像センサ３に対する撮像動作設定がなされ（ステップＳ２）、撮像センサ３による実際の撮影が実行される（ステップＳ３）。そして、撮像信号Ｖ０がＩＳＯ感度制御部４に入力され、黒レベル補正部４２によって黒レベル補正が行われて撮像信号Ｖ１が出力される（ステップＳ４）。この撮像信号Ｖ１に対する乗算（増幅）処理が乗算部４３によって行われて撮像信号Ｖ３が出力されるとともに（ステップＳ５）、撮像信号Ｖ１に対する加算処理が加算部４４によって行われて撮像信号Ｖ４が出力される（ステップＳ６）。一方、閾値信号出力部８４から出力された閾値信号Ｖｔｈと撮像信号Ｖ１とが比較部４５において比較処理され、比較結果としての比較信号Ｖ２（比較値）が出力される（ステップＳ７）。そして、信号選択部４６によって、この比較信号Ｖ２に基づき、上記ステップＳ５、Ｓ６においてそれぞれ出力された撮像信号Ｖ３、Ｖ４に対する信号選択がなされ、その結果、撮像信号Ｖ５が出力される（ステップＳ８）。
【００６６】
（実施形態２）
図９は、第２の実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラ１ａの撮像処理に関する概略的なブロック構成図を示している。上記図１に示すデジタルカメラ１は、ＩＳＯ感度制御をアナログ信号によるアナログ処理により行うものであったが、本デジタルカメラ１ａは、ＩＳＯ感度制御をアナログ信号によるデジタル処理によって行う。この点において、図９に示すようにデジタルカメラ１ａは、デジタルカメラ１と比べてＡ／Ｄ変換部５ａ、ＩＳＯ感度制御部４ａ及び全体制御部８ａが異なるものとなっており、Ａ／Ｄ変換部５ａがＩＳＯ感度制御部４ａの前段に配置されている。この配置において、撮像センサ３からの撮像信号（アナログ信号）がＡ／Ｄ変換部５ａによってデジタル信号に変換され、このデジタル信号に基づいてＩＳＯ感度制御部４ａによりＩＳＯ感度制御が行われる。ＩＳＯ感度制御部４ａにおけるこのデジタル処理によるＩＳＯ感度制御の方法は、ＩＳＯ感度制御部４におけるアナログ処理によるＩＳＯ感度制御の方法と基本的には同じであり、アナログで行う処理をデジタルで行うという点が異なる。なお、ＩＳＯ感度制御部４ａ以外の処理は、第１の実施形態におけるアナログ処理の場合と同様の処理が行われる。撮像センサ３に対する撮影時の変曲点制御（上記図８に示すステップＳ２の動作と同じ）も、第１の実施形態の場合と同様である。
【００６７】
図１０は、ＩＳＯ感度制御部４ａのデジタル回路構成の一例を示すブロック図である。図１０に示す各機能ブロックは、上記図５に示すアナログ回路の各機能部に対応したものとなっている。すなわち、ＩＳＯ感度制御部４ａは、図５における黒レベル補正部４２及び第１ブロック４１１に対応する加算器５０１及びレジスタ５０２と、乗算部４３に対応する乗算器５０３、セレクタ５０４及びレジスタ５０５と、加算部４４及び第２〜第５ブロック４１２〜４１５に対応する加算器５０６、セレクタ５０７及びレジスタ５０８と、比較部４５に対応する比較器５０９及びレジスタ５１０と、信号選択部４６に対応するセレクタ５１１とを備えている。なお、図１０に示す各デジタル信号Ｖ０、Ｖ１〜Ｖ５は、図５に示すアナログ信号Ｖ０、Ｖ１〜Ｖ５と対応している。
【００６８】
加算器５０１は、Ａ／Ｄ変換部５ａによるＡ／Ｄ変換によって得られたデジタル画像データ（撮像信号Ｖ０）に対し、記憶素子であるレジスタ５０２にデジタル値として設定（記憶）されている黒レベル補正の基準としてのデータ（黒レベル補正用データ）を用いて、加算処理（又は減算処理）を行うことで黒レベル補正（黒レベルキャンセル）を行い、撮像信号Ｖ１を出力する。黒レベル補正された撮像信号Ｖ１は、乗算器５０３、加算器５０６及び比較器５０９に入力される。乗算器５０３は、レジスタ５０５にデジタル値として設定された複数の乗算値データ（乗算係数）のうち、設定ＩＳＯ感度に応じてセレクタ５０４により選択された乗算値データ（ｎ倍の増幅率；このｎの値は例えば図７で説明したｎ＝Ｖｔｈ２／Ｖｔｈ３）の、撮像信号Ｖ１に対する乗算処理を行い、撮像信号Ｖ３（乗算処理画像データ）を出力する。加算器５０６は、レジスタ５０８にデジタル値として設定された各種加算値データのうち、設定されたＩＳＯ感度に応じてセレクタ５０７により選択された加算値データ（加算値ｍ；例えば図７における場合のｍ＝Ｖｔｈ２−Ｖｔｈ３）の、撮像信号Ｖ１に対する加算処理を行い、撮像信号Ｖ４（加算処理画像データ）を出力する。
【００６９】
比較器５０９は、レジスタ５１０に設定された閾値データと、撮像信号Ｖ１との比較処理を行い、この比較結果に基づいて、セレクタ５１１での信号選択時に使用する比較信号Ｖ２を出力する。比較器５０９は、具体的には上記比較部４５と同様、例えば閾値Ｖｔｈと撮像信号Ｖ１との大小判別を行い、Ｖ１がＶｔｈより大きい場合には例えば正の信号として比較信号Ｖ２を出力し、Ｖ１がＶｔｈ以下となる場合には負の信号として比較信号Ｖ２を出力する。ただし、レジスタ５１０に設定される閾値データＶｔｈは、撮像信号Ｖ１がもつ光電変換特性の変曲点レベルの値（例えば上記図７に示すＩＳＯ１００からＩＳＯ２００へのＩＳＯ感度変更時の変曲点レベルＶｔｈ３）となっている。
【００７０】
セレクタ５１１は、比較器５０９から出力された比較信号Ｖ２（正又は負の信号）に基づいて、乗算器５０３からの撮像信号Ｖ３と加算器５０６からの撮像信号Ｖ４とに対する信号選択処理を行い、撮像信号Ｖ５（デジタル画像データ）を出力する。セレクタ５１１での処理も信号選択部４６と同様、比較信号Ｖ２が負の信号である場合には（Ｖ１≦Ｖｔｈ）、変曲点レベル以下である線形特性領域の撮像信号として乗算器５０３からの撮像信号Ｖ３を選択し、比較信号Ｖ２が正の信号である場合には（Ｖ１＞Ｖｔｈ）、変曲点レベルより大きい対数特性領域の撮像信号として加算器５０６からの撮像信号Ｖ４を選択する。なお、上記レジスタ５０２、５０５、２０８及び５１０への各データの設定は全体制御部８ａにより行われる。また、セレクタ５０４、５０７は、それぞれ全体制御部８ａの後述するＩＳＯ感度設定部８１に設定されたＩＳＯ感度に基づいて、該ＩＳＯ感度に対応する乗算値（乗算係数）及び加算値を選択する。
【００７１】
このようにＩＳＯ感度制御をデジタル処理により行うことで、アナログ処理と比べてより正確なＩＳＯ感度制御が可能となる。なお、ＩＳＯ感度制御部４ａにおいてＩＳＯ感度の調整がなされた画像データは、後段の画像処理部６に入力され、該画像処理部６が有するＷＢ補正処理機能においてＷＢ補正処理が施される。
【００７２】
図１１は、デジタルカメラ１ａの全体制御部８ａの各機能を説明するための機能ブロック図である。全体制御部８ａは、全体制御部８と同様のＩＳＯ感度設定部８１及び撮像センサ駆動制御部８２を備えるとともに、黒レベル制御部８５、乗算制御部８６、加算制御部８７、比較制御部８８及び選択制御部８９を備えている。黒レベル制御部８５は、加算器５０１及びレジスタ５０２を制御することで、ＩＳＯ感度制御部４ａに入力される撮像信号Ｖ０’の黒レベル補正を行うものである。乗算制御部８６は、乗算器５０３、セレクタ５０４及びレジスタ５０５を制御することで撮像信号Ｖ１に対する乗算処理を行うものである。加算制御部８７は、加算器５０６、セレクタ５０７及びレジスタ５０８を制御することで撮像信号Ｖ１に対する加算処理を行うものである。比較制御部８８は、比較器５０９及びレジスタ５１０を制御することで撮像信号Ｖ１に対する比較処理を行うものである。選択制御部８９は、セレクタ５１１を制御することで撮像信号Ｖ３及び撮像信号Ｖ４に対する信号選択処理を行うものである。このように、全体制御部８ａは、これら各機能部により、図７に示すＩＳＯ感度制御をデジタル処理によって行う。なお、全体制御部８ａのＩＳＯ感度設定部８１は、第１の実施形態と同様、ユーザによって操作部１０（ＩＳＯ感度設定スイッチ）から指示入力されたＩＳＯ１００やＩＳＯ２００といったＩＳＯ感度情報を設定する。撮像センサ駆動制御部８２も第１の実施形態と同様、撮像センサ３に対する駆動制御、特に撮像時における光電変換特性の変曲点レベルの制御を行う。
【００７３】
図１２は、第２の実施形態におけるデジタルカメラ１ａによるＩＳＯ感度制御に関する動作の一例を示すフローチャートである。先ず、ユーザによって操作部１０からの指示入力に基づきＩＳＯ感度情報（ＩＳＯ１００やＩＳＯ２００等のＩＳＯ感度情報）が全体制御部８ａのＩＳＯ感度設定部８１に設定される（ステップＳ１１）。ステップＳ１１での設定ＩＳＯ感度が例えばＩＳＯ２００とすると、撮像センサ駆動制御部８２によって、撮像信号Ｖ１において変曲点レベルがＶｔｈ３となる撮影画像が得られるような撮像センサ３に対する撮像動作設定がなされ（ステップＳ１２）、撮像センサ３による実際の撮影が行われて、該撮像センサ３からアナログ値としての撮像信号が出力される（ステップＳ１３）。このアナログ値としての撮像信号がＡ／Ｄ変換部５ａによるＡ／Ｄ変換処理によってデジタル値に変換される（ステップＳ１４）。そして、このデジタル値としての撮像信号Ｖ０’がＩＳＯ感度制御部４ａに入力され、加算器５０１によって黒レベル補正が行われて撮像信号Ｖ１が出力される（ステップＳ１５）。この撮像信号Ｖ１に対する乗算処理が乗算器５０３によって行われて撮像信号Ｖ３が出力されるとともに（ステップＳ１６）、撮像信号Ｖ１に対する加算処理が加算器５０６によって行われて撮像信号Ｖ４が出力される（ステップＳ１７）。一方、レジスタ５１０から出力された閾値信号Ｖｔｈと撮像信号Ｖ１とが比較器５０９において比較処理され、比較結果としての比較信号Ｖ２（比較値）が出力される（ステップＳ１８）。そして、セレクタ５１１によって、この比較信号Ｖ２（正又は負の信号）に基づき、上記ステップＳ１６、Ｓ１７においてそれぞれ出力された撮像信号Ｖ３、Ｖ４に対する信号選択がなされ、デジタル値としての撮像信号Ｖ５が出力される（ステップＳ１９）。
【００７４】
（実施形態３）
図１３は、第３の実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラ１ｂによるＩＳＯ感度制御部４ｂのデジタル回路構成の一例を示すブロック図である。本デジタルカメラ１ｂは、第２の実施形態におけるデジタルカメラ１ａと比べてＩＳＯ感度制御部４ｂ及び全体制御部８ｂが異なるものとなっており、また、このＩＳＯ感度制御部４ｂは、ＩＳＯ感度制御部４ａに対して特性変換部５２０をさらに備えたものとなっている。第３の実施形態においても、第２の実施形態と同様、ＩＳＯ感度制御をデジタル処理によって行うが、撮影時の撮像センサ３に対する所謂アナログ的な変曲点制御（上記図１２に示すステップＳ１２の動作参照）を行わない点が第２の実施形態と異なる。この変曲点制御に相当する処理は、特性変換部５２０でのデジタル処理（特性変換処理）にて行われる。なお、デジタルカメラ１ｂのその他各部の構成や動作は、デジタルカメラ１ａと同様であり、その詳細な説明を省略する。
【００７５】
図１３に示すように、ＩＳＯ感度制御部４ｂに入力される撮像信号Ｖ１０は、上記変曲点制御が行われることなく撮像センサ３による撮影により得られたアナログ画像データがＡ／Ｄ変換されてなるデジタル画像データである。この撮像信号Ｖ１０は、先ず加算器５０１おいて黒レベル補正された後、撮像信号Ｖ１１として特性変換部５２０（及び比較器５０９）に入力される。
【００７６】
特性変換部５２０は、入力されたデジタル画像データに対して、設定ＩＳＯ感度に応じた所定領域の画像データに対する線形特性から対数特性への特性変換（以降、この線形特性から対数特性への特性変換のことを、Ｌｉｎ−Ｌｏｇ変換という）を行うものである。ここで、特性変換部５２０及びこの特性変換処理について、図１４、１５を用いて詳述する。図１４は、特性変換部５２０の一構成例を示すブロック図である。同図に示すように、特性変換部５２０は、ＬＵＴ５２１、レジスタ５２２、比較器５２３及びセレクタ５２４を備えている。
【００７７】
ＬＵＴ５２１は、入力されたデジタル画像データ、ここでは黒レベル補正後の撮像信号Ｖ１１に対するＬｉｎ−Ｌｏｇ変換を行うための変換用データ（ＬＵＴ；Look Up  Table）を記憶しており、該ＬＵＴに基づいて撮像信号Ｖ１１に対するＬｉｎ−Ｌｏｇ変換を行い、対数特性データとしての撮像信号Ｖ１１２を出力するものである。レジスタ５２２は、  設定ＩＳＯ感度に応じて、撮像信号Ｖ１１のＬｉｎ−Ｌｏｇ変換を行う特性範囲の選択に関する所定の閾値、ここでは後述のＶｔｈ２０及びＶｔｈ３０の２つの閾値をデジタル値として設定（記憶）するものである。
【００７８】
比較器５２３は、レジスタ５２２に設定されたこの２つの閾値と、比較器５２３に入力された撮像信号Ｖ１１とを比較処理し、この比較結果としての比較信号Ｖ１１１をセレクタ５２４に出力するものである。比較器５２３は、例えば、撮像信号Ｖ１１が上記Ｖｔｈ２０及びＶｔｈ３０の閾値間（閾値範囲）の値をとる場合にはセレクタ５２４に向けて正の信号を出力し、閾値間外の値をとる場合には負の信号を出力する。
【００７９】
セレクタ５２４は、比較器５２３からの比較信号Ｖ１１１（上記正又は負の信号）に基づいて、ＬＵＴ５２１から出力された対数特性データとしての撮像信号Ｖ１１２と、ＬＵＴ５２１を経由しないそのままの（Ｌｉｎ−Ｌｏｇ変換処理が施されていない）画像データである撮像信号Ｖ１１とに対する選択を行うものである。具体的には、比較器５２３から例えば正の信号が入力される場合には、上記閾値間のＬｉｎ−Ｌｏｇ変換された対数特性データとしてＬＵＴ５２１からの撮像信号Ｖ１１２（後述の特性６０３の画像データ）を選択し、負の信号が入力される場合には、上記閾値外のＬｉｎ−Ｌｏｇ変換されていない画像データとして撮像信号Ｖ１１（後述の特性６０４、６０５の画像データ）を選択する。セレクタ５２４は、この選択の結果、撮像信号Ｖ１１’を出力する。なお、レジスタ５２２への閾値情報の設定は、後述する全体制御部８ｂの特性変換制御部９０によって行われる。
【００８０】
図１５は、第３の実施形態のＩＳＯ感度制御における、ＩＳＯ感度を例えばＩＳＯ１００からＩＳＯ２００に変更する場合の撮像信号の出力電圧（特性）の変化の様子を示すグラフ図（横軸はセンサ入射輝度、縦軸は出力電圧を示す）であり、（ａ）は、ＩＳＯ感度制御部４ｂにおける、特性変換部５２０での特性変換処理前の変化の様子、（ｂ）は、特性変換部５２０での特性変換処理時の変化の様子、（ｃ）は、特性変換部５２０より後段での処理部つまり乗算器５０３及び加算器５０６における処理時の変化の様子を示している。
【００８１】
先ず図１５（ａ）において、ＩＳＯ１００時には、出力Ｖｔｈ２０を変曲点レベルとする撮像状態、すなわち、変曲点６０１の出力電圧レベルがＶｔｈ２０となる光電変換特性（実線に示す撮像信号６１０；撮像信号Ｖ１１）を有する撮影画像が得られる撮像状態で撮像されているとする。このＩＳＯ１００の状態からＩＳＯ２００へと感度変更するべく、操作部１０からの入力信号を受けてＩＳＯ感度設定部８１にＩＳＯ２００の感度情報が設定されると、この設定ＩＳＯ２００に応じた撮像センサ３による撮影が行われる。ただし、このＩＳＯ２００に変更した場合でも、ＩＳＯ１００の場合と変わりなく、つまり新たにＩＳＯ２００用の変曲点制御を伴った撮影を行うことなく同様の撮像が行われ、当該撮影で得られた画像データに対する黒レベル補正が加算器５０１によって行われた結果、一点鎖線に示す撮像信号６２０（撮像信号Ｖ１１）が得られる。
【００８２】
次に図１５（ｂ）において、上記撮像信号６２０に対し、各設定ＩＳＯ感度に応じたＬｉｎ−Ｌｏｇ変換が行われる。ここでは、ＩＳＯ１００を最低ＩＳＯ感度としており、ＩＳＯ２００設定時には、ＩＳＯ１００における撮像信号６１０の変曲点レベルＶｔｈ２０の１／２（半分）の出力レベルとなるＶｔｈ３０より大きく且つ該Ｖｔｈ２０より小さい領域の出力レベルの画像データ、つまり撮像信号６２０の符号６０２に示す線形特性データ（特性６０２）を、符号６０３に示す対数特性データ（特性６０３）に変換する。特性６０２以外の領域つまり符号６０４に示す線形特性データ（特性６０４）及び符号６０５に示す対数特性データ（特性６０５）はＬｉｎ−Ｌｏｇ変換を行わない。なお、上記Ｖｔｈ３０の出力レベルをＶｔｈ２０の出力レベルの１／２レベルに設定するのは、第１の実施形態で述べたように、或る入力値Ｌ１に対して得られる出力がＩＳＯ２００ではＩＳＯ１００の２倍となる設定としていることによる。また、上記閾値Ｖｔｈ２０、Ｖｔｈ３０の点は、特性６０２に含んでもよいし、特性６０４、６０５に含んでもよい。
【００８３】
上記Ｌｉｎ−Ｌｏｇ変換動作（及び非Ｌｉｎ−Ｌｏｇ変換動作）は、図１４で説明すると、レジスタ５２２に設定された変曲点レベルＶｔｈ２０及びＶｔｈ３０のデータと、撮像信号Ｖ１１の画像データとが比較器５２３によって比較されてＶｔｈ２０＞撮像信号Ｖ１１の出力＞Ｖｔｈ３０の関係を満たすか否かが判別され、この比較結果が真である場合には、セレクタ５２４においてＬＵＴ５２１からの出力が選択される。一方、上記関係が真でない場合には、セレクタ５２４において信号ルート５２５を経由した撮像信号Ｖ１１が選択される（要は、Ｖｔｈ２０とＶｔｈ３０とで挟まれた領域の画像データだけがＬｉｎ−Ｌｏｇ変換され、それ以外の画像データはそのままスルーして出力される）。なお、ＩＳＯ１００の時は、Ｖｔｈ３０＞撮像信号Ｖ１１＞Ｖｔｈ３０なる比較が行われるようにレジスタ５２２の閾値を設定する（２つの閾値を同じＶｔｈ３０の値に設定する）ことで、Ｌｉｎ−Ｌｏｇ変換が行われないようにしている。このようにして、特性変換部５２０に入力された撮像信号６２０（撮像信号Ｖ１１）は、上記特性変換されることによって特性６０３並びに特性６０４及び特性６０５からなる撮像信号６２０’（撮像信号Ｖ１１’）として出力される。
【００８４】
次に図１５（ｃ）において、上述のとおり線形領域の一部が対数特性に変換されて特性変換部５２０から出力された撮像信号６２０’は、線形特性である特性６０４に、ＩＳＯ２００に対応する乗算値が乗算されて符号６０６に示す線形特性データ（特性６０６）となり、対数特性である特性６０３及び特性６０５に、同じくＩＳＯ２００に対応する加算値が加算されて符号６０７に示す対数特性データ（特性６０７）となることで、これら特性６０６、６０７からなる撮像信号６３０が得られる。なお、当該処理（デジタル処理）によって撮像信号６１０における変曲点６０１が変曲点６０８へ変化するが、これは、上述における撮影時の撮像センサ３の変曲点レベルを制御する機能に相当する。これを図１３に戻って説明すれば、先ずレジスタ５１０にＶｔｈ３０の閾値データが設定され、比較器５０９はこのＶｔｈ３０の閾値と撮像信号Ｖ１１との大小比較を行い、上記と同様、例えば、撮像信号Ｖ１１がＶｔｈ３０より大きい場合には正の信号を、Ｖｔｈ３０以下となる場合には負の信号を、比較信号Ｖ１２としてセレクタ５１１へ出力する。一方、特性変換部５２０から出力された撮像信号Ｖ１１’（撮像信号６２０’）は、乗算器５０３及び加算器５０６に入力され、それぞれ、ＩＳＯ２００に対応する乗算値及び加算値にて乗算処理及び加算処理が施され、特性６０６を含む撮像信号Ｖ１３と特性６０７を含む撮像信号Ｖ１４とが出力される。そして、セレクタ５１１によって、比較器５０９からの比較信号Ｖ１２（正又は負の信号）に基づき、撮像信号Ｖ１３と撮像信号Ｖ１４とに対する信号選択処理が行われ、ＩＳＯ２００の撮像信号６３０として撮像信号Ｖ１５が得られる。
【００８５】
ところで、上記乗算値は、例えば変曲点レベルＶｔｈ２０、Ｖｔｈ３０からＶｔｈ２０÷Ｖｔｈ３０の値が設定される。加算値は、例えば、撮像信号６１０の線形特性領域６１０１及び対数特性領域６１０２を表す式をｙ＝ａ・ｘ、ｙ＝α・ｌｎ（ｘ）＋β（ａ、α、β：係数）とすると、ｙ＝α・ｌｎ（ｘ）＋βの式が変曲点６０８の位置を通るときのβの値（β’）と元のβの値との差の関係から求められた値が設定される。ＩＳＯ１００から同じＩＳＯ１００に変更する指示がなされた場合は、乗算値が「１」（増幅率が１倍）、加算値が「０」と設定されて特性が変化しない。
【００８６】
なお、上述のように特性変換部５２０においてＬｉｎ−Ｌｏｇ変換を行うのは、ＩＳＯ感度制御に伴う線形領域での乗算処理に伴う飽和を回避するため、すなわち、特性６０２を対数の特性６０６に変換せずに、線形特性全体（特性６０２、６０４）に対して、ＩＳＯ１００からＩＳＯ２００への変化に対応する上記乗算値でそのまま乗算処理すると、第１の実施形態で説明したように出力レベルの上限値を超えてしまうため、これを防止することによる。当該Ｌｉｎ−Ｌｏｇ変換は、画像の変曲点レベルと、特性変換部５２０の後段での乗算処理による増幅率を考慮して行われるものであるとも言える。
【００８７】
図１６は、デジタルカメラ１ｂの全体制御部８ｂの各機能を説明するための機能ブロック図である。全体制御部８ｂは、第２の実施形態における全体制御部８ａに対し、撮像センサ駆動制御部８２ｂが異なり、且つ特性変換制御部９０をさらに備えている。撮像センサ駆動制御部８２ｂは、撮像センサ３の撮像に関する駆動制御を行うものである。ただし、設定ＩＳＯ感度に応じた撮影時の変曲点制御は行わない。特性変換制御部９０は、特性変換部５２０に対する上記Ｌｉｎ−Ｌｏｇ変換処理等の動作制御を行うものである。全体制御部８ｂのその他各機能部の構成、動作については、図１５（ａ）〜（ｃ）で説明したとおり全体制御部８ａと同様であり、その説明を省略する。
【００８８】
図１７は、第３の実施形態におけるデジタルカメラ１ｂによるＩＳＯ感度制御に関する動作の一例を示すフローチャートである。先ず、ユーザによって操作部１０からの指示入力に基づきＩＳＯ感度情報（ＩＳＯ１００やＩＳＯ２００等のＩＳＯ感度情報）が全体制御部８ｂのＩＳＯ感度設定部８１に設定される（ステップＳ２１）。撮像センサ３による撮影が実行され、該撮像センサ３からアナログ値としての撮像信号が出力される（ステップＳ２２）。このアナログ値としての撮像信号がＡ／Ｄ変換部５ａによるＡ／Ｄ変換処理によってデジタル値に変換される（ステップＳ２３）。そして、このデジタル値としての撮像信号Ｖ１０がＩＳＯ感度制御部４ａに入力され、加算器５０１によって黒レベル補正が行われて撮像信号Ｖ１１が出力される（ステップＳ２４）。次に、この撮像信号Ｖ１１が特性変換部５２０に入力され、撮像信号Ｖ１１に対する上記Ｌｉｎ−Ｌｏｇ変換が行われて撮像信号Ｖ１１’が出力される（ステップＳ２５）。特性変換部５２０から出力された撮像信号Ｖ１１’に対する乗算処理が乗算器５０３によって行われて撮像信号Ｖ１３が出力されるとともに（ステップＳ２６）、撮像信号Ｖ１１’に対する加算処理が加算器５０６によって行われて撮像信号Ｖ１４が出力される（ステップＳ２７）。一方、レジスタ５１０から出力された閾値信号Ｖｔｈ３と撮像信号Ｖ１１とが比較器５０９において比較処理され、比較結果としての比較信号Ｖ１２（比較値）が出力される（ステップＳ２８）。そして、セレクタ５１１によって、この比較信号Ｖ１２（正又は負の信号）に基づき、上記ステップＳ２６、Ｓ２７においてそれぞれ出力された撮像信号Ｖ１３、Ｖ１４に対する信号選択がなされ、ＩＳＯ感度制御（変更）がなされたデジタル値としての撮像信号Ｖ１５が出力される（ステップＳ２９）。
【００８９】
（実施形態４）
ところで、ＩＳＯ感度制御は、撮像センサ３の全画素共通のゲインを用いて行っているが（本実施形態におけるゲインとは、上記乗算値及び加算値を総称する広い意味での増幅率を示すものであり、上記乗算（増幅）処理における狭い意味での増幅率と区別される）、これをＲＧＢ各色毎にゲインを変えたものがＷＢ補正となる。このＷＢ補正は、全体制御部８ｃにおいて算出された色画素（ＲＧＢ画素）毎のゲインに基づいて、ＩＳＯ感度の制御（調整）と同様の処理が行われる。したがって、ＩＳＯ感度制御用ゲインとＷＢ補正用ゲインとが算出されれば、これらゲインを掛け合わせてなる合成ゲインを算出し、この合成ゲインを用いて処理を行うことにより、合成ゲインという同一の制御パラメータを用いて或いは同一の処理回路を用いて当該各制御処理を同時に行うことが可能となり得る。このように第４の実施形態は、ＩＳＯ感度制御と合わせてＷＢ補正を同時に行うようにする（ＩＳＯ感度制御に伴ってＷＢ補正を行う）ものである。以降、ＩＳＯ感度制御とＷＢ補正（制御）とを同時に行う制御のことを、合成制御と表現する。
【００９０】
図１８は、第４の実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラ１ｃの撮像処理に関する概略的なブロック構成図を示している。同図に示すようにデジタルカメラ１ｃは、第３の実施形態のデジタルカメラ１ｂにおいて、ＩＳＯ感度制御部４ｂ及び全体制御部８ｂの代わりに、上記ＩＳＯ感度制御とＷＢ補正とを同一の制御パラメータを用いて同時に行うためのＩＳＯ感度／ＷＢ制御部１１、及びこのＩＳＯ感度／ＷＢ制御部１１を制御する全体制御部８ｃを備えている。
【００９１】
図１９は、ＩＳＯ感度／ＷＢ制御部１１のデジタル回路構成の一例を示すブロック図である。同図に示すＩＳＯ感度／ＷＢ制御部１１は、基本的には図１３に示すＩＳＯ感度制御部４ｂと同じブロック構成であるが、特性変換部５２０の代わりに特性変換部５５０を備える点が異なる。ところで、ＩＳＯ感度／ＷＢ制御部１１には、撮像センサ３からの撮像信号がＡ／Ｄ変換部５ａによりＡ／Ｄ変換されてなるデジタル信号としての撮像信号Ｖ１０が入力されるが、実際にはこの撮像信号Ｖ１０はＲ、Ｇ、Ｂ各色の信号からなるＲＧＢ信号であり、特性変換部５５０には、加算器５０１によって撮像信号Ｖ１０の各色の信号に対する黒レベル補正がなされた、例えば図２０に示すようなＲＧＢ信号としての撮像信号Ｖ１１が入力される。なお、これらＲ、Ｇ、Ｂ信号は同じ変曲点レベルＶｔｈを有し、且つＶｔｈを境として線形特性データ（Ｖｔｈ以下の領域）と対数特性データ（Ｖｔｈより大きい領域）とを有している。
【００９２】
図２１は、特性変換部５５０の一構成例を示すブロック図である。同図に示すように、特性変換部５５０は、ＬＵＴ５５１、ＬＵＴ５５２、比較器５５３、レジスタ５５４、セレクタ５５５及びセレクタ５５６を備えている。ＬＵＴ５５１は、入力されたＲＧＢ各色の撮像信号Ｖ１１に対するＬｉｎ−Ｌｏｇ変換を行うための変換用データ（以降、対数ＬＵＴという）を記憶しており、この対数ＬＵＴに基づいて撮像信号Ｖ１１に対するＬｉｎ−Ｌｏｇ変換を行い、対数特性データとしての撮像信号Ｖ１１３を出力するものである。ＬＵＴ５５２は、入力されたＲＧＢ各色の撮像信号Ｖ１１に対する対数特性から線形特性への特性変換（以降、この対数特性から線形特性への特性変換のことを、Ｌｏｇ−Ｌｉｎ変換という）を行うための変換用データ（以降、線形ＬＵＴという）を記憶しており、この線形ＬＵＴに基づいて撮像信号Ｖ１１に対するＬｏｇ−Ｌｉｎ変換を行い、線形特性データとしての撮像信号Ｖ１１４を出力するものである。
【００９３】
レジスタ５５３は、設定ＩＳＯ感度に応じて、撮像信号Ｖ１１のＬｉｎ−Ｌｏｇ変換又はＬｏｇ−Ｌｉｎ変換を行う特性範囲の選択に関する所定の閾値、ここでは後述のＬｉｎ−Ｌｏｇ変換用のＶｔｈ４０及びＶｔｈ５０、Ｌｏｇ−Ｌｉｎ変換用のＶｔｈ６０及びＶｔｈ４０の各閾値をデジタル値として設定（記憶）するものである。これら閾値は設定ＩＳＯ感度に応じて且つＲＧＢ各色に応じて設定される。比較器５５４は、レジスタ５５３に設定された上記各変換用の閾値と、比較器５５４に入力された撮像信号Ｖ１１とを比較処理し、この比較結果としての比較信号Ｖ１１６をセレクタ５５６に出力するものである。比較器５５４は、例えば、撮像信号Ｖ１１が上記Ｖｔｈ４０及びＶｔｈ５０の閾値間（閾値範囲）の値、或いはＶｔｈ６０及びＶｔｈ４０の閾値間の値をとる場合には、セレクタ５５６に向けて正の信号を出力し、閾値間外の値をとる場合には負の信号を出力する。
【００９４】
セレクタ５５５は、上記ＷＢ補正用ゲインとＩＳＯ感度用ゲインとを掛け合わせた合成ゲイン（以降、適宜、ＴＧａｉｎという）の値が「１」よりも大きい場合（ＴＧａｉｎ＞１）は、ＬＵＴ５５１からの撮像信号Ｖ１１３（対数特性データ）を選択し、ＴＧａｉｎの値が「１」よりも小さい場合（ＴＧａｉｎ＜１）は、ＬＵＴ５５２からの撮像信号Ｖ１１４（線形特性データ）を選択するものである。ＴＧａｉｎが１よりも大きいか小さいかについては、ＲＧＢ各色の信号毎に設定されることから、セレクタ５５５はＲＧＢ各色に応じてＬＵＴ５５１、５５２に対する出力信号つまりＬｉｎ−Ｌｏｇ変換又はＬｏｇ−Ｌｉｎ変換の切り替えを行うものであるとも言える。
【００９５】
セレクタ５５６は、合成ゲインＴＧａｉｎが１より大きいか小さいかの各場合において、比較器５５４からの比較信号Ｖ１１６（例えば上記正又は負の信号）に基づき、セレクタ５５５により選択的に出力された対数特性データ或いは線形特性データとしての撮像信号Ｖ１１５と、信号ルート５５７を経由したそのままの（Ｌｉｎ−Ｌｏｇ変換或いはＬｏｇ−Ｌｉｎ変換処理が施されていない）画像データである撮像信号Ｖ１１とに対する選択を行うものである。
【００９６】
具体的には、上記ＴＧａｉｎ＞１の場合、セレクタ５５５によってＬＵＴ５５１からの撮像信号Ｖ１１３が選択され撮像信号Ｖ１１５として出力されるのであるが、セレクタ５５６は、比較器５５４からの例えば正の信号の比較信号Ｖ１１６が入力されると、上記Ｖｔｈ４０及びＶｔｈ５０の閾値間のＬｉｎ−Ｌｏｇ変換された撮像信号Ｖ１１５（後述の特性７０３の画像データ）を選択し、負の信号の比較信号Ｖ１１６が入力されると、Ｖｔｈ４０及びＶｔｈ５０の閾値間外のＬｉｎ−Ｌｏｇ変換されていない撮像信号Ｖ１１（後述の特性７０４、７０５の画像データ）を選択する。セレクタ５５６は、この選択の結果、撮像信号Ｖ１６を出力する。
【００９７】
また、上記ＴＧａｉｎ＜１の場合、セレクタ５５５によってＬＵＴ５５２からの撮像信号Ｖ１１４が選択され撮像信号Ｖ１１５として出力されるのであるが、セレクタ５５６は、比較器５５４からの例えば正の信号の比較信号Ｖ１１６が入力されると、上記Ｖｔｈ６０及びＶｔｈ４０の閾値間のＬｏｇ−Ｌｉｎ変換された撮像信号Ｖ１１５（後述の特性７１３の画像データ）を選択し、負の信号の比較信号Ｖ１１６が入力されると、Ｖｔｈ６０及びＶｔｈ４０の閾値間外のＬｏｇ−Ｌｉｎ変換されていない撮像信号Ｖ１１（後述の特性７１４、７１５の画像データ）を選択する。セレクタ５５６は、この選択の結果、撮像信号Ｖ１６を出力する。なお、レジスタ５５３への閾値情報の設定は、後述する全体制御部８ｃの特性変換制御部９０ｃによって行われる。
【００９８】
図２２は、第４の実施形態における上記合成制御に関する、ＩＳＯ感度を例えばＩＳＯ１００からＩＳＯ２００に変更する場合の、Ｒ、Ｇ、Ｂ各信号における出力電圧（特性）の変化の様子を示すグラフ図（図２２を例えばＲ信号における変化の様子を示すものとする）であり、（ａ）は、合成ゲインＴＧａｉｎが１より大きい場合の変化の様子、（ｂ）は、合成ゲインＴＧａｉｎが１より小さい場合の変化の様子を示している。なお、図２２では変曲点以下の線形特性領域を前記図２０のグラフに合わせて曲線で示しているが、図１５において直線的に示した線形特性領域と同じものである。
【００９９】
ところで、第４の実施形態におけるＩＳＯ感度設定とは、単にＩＳＯ感度値を設定するのではなく（ユーザが操作部１０を操作してＩＳＯ感度値を入力設定するということに関しては、第１〜第３の実施形態と同じであるが）、ＩＳＯ感度設定を行うことを通して、ＷＢ補正も加味されたＲＧＢ各信号に対する合成ゲインの設定を行うことを示している。例えば或るＩＳＯ感度を設定したとし、これが同じＩＳＯ感度値であったとしても（例えば同じＩＳＯ１００と設定したとしても）、Ｒ信号では合成ゲインが１．３（＞１．０）になり、Ｇ信号では合成ゲインが０．８（＜１．０）になるというように、合成ゲインがＲＧＢ信号毎に異なり、「１」よりも大きい場合と小さい場合とが生じる。これは、ＩＳＯ感度制御は、ＲＧＢ信号全て対して、謂わば同じ増加方向又は減少方向となる一方向でのゲイン変化であるのに対して、ＷＢ補正は、ＲＧＢ信号それぞれにおいて、ゲインが増加する場合もあれば、ゲインが減少する場合もあり、ゲイン変化が一方向（一様）でない。このため、ＩＳＯ感度制御用ゲインとＷＢ補正用ゲインとが掛け合わされたトータル値としての合成ゲインが１より大きくなる場合と小さくなる場合とが存在する。したがって、この合成ゲインの違いにより、以下の図２２（ａ）、（ｂ）に場合分けされるように特性変換方法が異なるものとなる。
【０１００】
先ず図２２（ａ）に示すように、ＴＧａｉｎ＞１となる場合、上記図１５の場合と同様に、黒レベル補正後の撮像信号Ｖ１１（変曲点７０１を有する撮像信号７２０；上記図１５の撮像信号６２０に相当）に対し、設定ＩＳＯ感度に応じたＬｉｎ−Ｌｏｇ変換が行われる。すなわち、ＩＳＯ２００が設定されると、ＩＳＯ１００における撮像信号７２０の変曲点レベルＶｔｈ４０より小さく、且つ、該Ｖｔｈ４０を上記合成ゲインから求めた乗算値で除算することで得たＶｔｈ５０より大きい、特性７０２の線形特性データが、特性７０３に示す対数特性データに変換される。特性７０２以外の領域つまり特性７０４（線形特性データ）及び特性７０５（対数特性データ）に対してはＬｉｎ−Ｌｏｇ変換が行われない。この線形領域の一部が対数特性に変換された撮像信号７２０は、線形特性である特性７０４が、合成ゲイン（ＩＳＯ２００）から求められた乗算値が乗算されて特性７０６（線形特性データ）となり、特性７０３及び特性７０５からなる特性７０７が、同じく合成ゲイン（ＩＳＯ２００）から求められた加算値が加算されて特性７０８となることで、当該特性７０６、７０８からなる撮像信号７３０が得られる。なお、この場合も上記と同様、撮像信号７２０における変曲点７０１が変曲点７０９へと変化するが、これは、上述した撮影時の撮像センサ３の変曲点レベルを制御する機能に相当する。
【０１０１】
上記Ｌｉｎ−Ｌｏｇ変換及び乗算／加算処理は、図１９、２１に戻って説明すると、特性変換部５５０に入力されるＲＧＢ各色の信号（撮像信号Ｖ１１）に対する合成ゲインＴＧａｉｎの値が１より大きい場合、レジスタ５５３に設定された変曲点レベルＶｔｈ４０及びＶｔｈ５０のデータと、撮像信号Ｖ１１の画像データとが比較器５５４によって比較されてＶｔｈ４０＞撮像信号Ｖ１１＞Ｖｔｈ５０の関係を満たすか否かが判別され、この比較結果が真である場合には、セレクタ５５６において、セレクタ５５５で選択されたＬＵＴ５５１からの撮像信号Ｖ１１３が選択される。一方、上記関係が真でない場合には、セレクタ５５６において信号ルート５５７を経由した撮像信号Ｖ１１が選択される（要は、Ｖｔｈ４０とＶｔｈ５０とで挟まれた領域の画像データだけがＬｉｎ−Ｌｏｇ変換され、それ以外の画像データはそのままスルーして出力される）。これにより、特性変換部５５０に入力された撮像信号Ｖ１１（撮像信号７２０）は、上記特性変換されることによって特性７０３並びに特性７０４及び特性７０５からなる撮像信号Ｖ１６として出力される。
【０１０２】
この特性変換部５５０から出力された撮像信号Ｖ１６は、乗算器５０３及び加算器５０６に入力され、それぞれ、ＩＳＯ２００（合成ゲイン）に対応する乗算値及び加算値にて乗算処理及び加算処理が施され、特性７０６を含む撮像信号Ｖ１７と特性７０８を含む撮像信号Ｖ１８とが出力される。一方で、レジスタ５１０に上記Ｖｔｈ５０の閾値データが設定され、比較器５０９はこのＶｔｈ５０の閾値と撮像信号Ｖ１１との大小比較を行い、上記と同様、例えば、撮像信号Ｖ１１がＶｔｈ５０より大きい場合には正の信号を、Ｖｔｈ５０以下となる場合には負の信号を、比較信号Ｖ１２としてセレクタ５１１へ出力する。そして、セレクタ５１１によって、比較器５０９からの比較信号Ｖ１２に基づき、撮像信号Ｖ１７と撮像信号Ｖ１８とに対する信号選択処理が行われ、ＩＳＯ２００の撮像信号７３０（ここではＲ信号）として撮像信号Ｖ１９が得られる。
【０１０３】
次に、図２２（ｂ）に示すように、ＴＧａｉｎ＜１となる場合、黒レベル補正後の撮像信号Ｖ１１（変曲点７０１を有する撮像信号７２０；上記図２２（ａ）の撮像信号７２０に相当）に対し、設定ＩＳＯ感度に応じたＬｏｇ−Ｌｉｎ変換が行われる。すなわち、ＩＳＯ２００が設定されると、ＩＳＯ１００における撮像信号７２０の変曲点レベルＶｔｈ４０より大きく、且つ、該Ｖｔｈ４０を上記合成ゲインから求めた加算値を加算して得たＶｔｈ６０より小さい、特性７１２の対数特性データが、特性７１３に示す線形特性データに変換される。特性７１２以外の領域つまり特性７１４（線形特性データ）及び特性７１５（対数特性データ）に対してはＬｏｇ−Ｌｉｎ変換が行われない。次に、この対数領域の一部が線形特性に変換された撮像信号７２０は、線形特性である特性７１３及び特性７１４からなる特性７１６が、合成ゲイン（ＩＳＯ２００）から求められた乗算値が乗算されて特性７１７（線形特性データ）となり、一方、対数特性である特性７１５が、同じく合成ゲイン（ＩＳＯ２００）から求められた加算値が加算されて特性７１８となることで、当該特性７１７、７１８からなる撮像信号７４０が得られる。なお、上記と同様、当該処理によって撮像信号７２０における変曲点７０１が変曲点７１９へと変化するが、これも撮影時の撮像センサ３の変曲点レベルを制御する機能に相当する。
【０１０４】
上記Ｌｏｇ−Ｌｉｎ変換及び乗算／加算処理は、図１９、２１に戻って説明すると、特性変換部５５０に入力されるＲＧＢ各色の信号（撮像信号Ｖ１１）に対する合成ゲインＴＧａｉｎの値が１より大きい場合、レジスタ５５３に設定された変曲点レベルＶｔｈ４０及びＶｔｈ６０のデータと、撮像信号Ｖ１１の画像データとが比較器５５４によって比較されてＶｔｈ６０＞撮像信号Ｖ１１＞Ｖｔｈ４０の関係を満たすか否かが判別され、この比較結果が真である場合には、セレクタ５５６において、セレクタ５５５で選択されたＬＵＴ５５１からの撮像信号Ｖ１１４が選択される。一方、上記関係が真でない場合には、セレクタ５５６において信号ルート５５７を経由した撮像信号Ｖ１１が選択される（要は、Ｖｔｈ６０とＶｔｈ４０とで挟まれた領域の画像データだけがＬｏｇ−Ｌｉｎ変換され、それ以外の画像データはそのままスルーして出力される）。これにより、特性変換部５５０に入力された撮像信号Ｖ１１（撮像信号７２０）は、上記特性変換されることによって特性７１４及び特性７１３並びに特性７１５からなる撮像信号Ｖ１６として出力される。
【０１０５】
上記特性変換部５５０から出力された撮像信号Ｖ１６は、乗算器５０３及び加算器５０６に入力され、それぞれ、ＩＳＯ２００（合成ゲイン）に対応する乗算値及び加算値にて乗算処理及び加算処理が施され、特性７１７を含む撮像信号Ｖ１７と特性７１８を含む撮像信号Ｖ１８とが出力される。ただし、このＴＧａｉｎ＜１の場合、実際の演算において加算器５０６では“加算”だけでなく“減算”も行われる（この場合、負の値を加算すると考えてもよい）。一方で、レジスタ５１０に上記Ｖｔｈ６０の閾値データが設定され、比較器５０９はこのＶｔｈ６０の閾値と撮像信号Ｖ１１との大小比較を行い、上記と同様、例えば、撮像信号Ｖ１１がＶｔｈ６０より大きい場合には正の信号を、Ｖｔｈ６０以下となる場合には負の信号を、比較信号Ｖ１２としてセレクタ５１１へ出力する。そして、セレクタ５１１によって、比較器５０９からの比較信号Ｖ１２に基づき、撮像信号Ｖ１７と撮像信号Ｖ１８とに対する信号選択処理が行われ、ＩＳＯ２００の撮像信号７４０（ここではＲ信号）として撮像信号Ｖ１９が得られる。
【０１０６】
なお、同じＩＳＯ１００が設定される時、すなわちＴＧａｉｎ＝１となる場合には、Ｖｔｈ５０＞撮像信号Ｖ１１＞Ｖｔｈ５０或いはＶｔｈ４０＞撮像信号Ｖ１１＞Ｖｔｈ４０なる比較が行われるようにレジスタ５５３の閾値を設定することで、Ｌｉｎ−Ｌｏｇ変換及びＬｏｇ−Ｌｉｎ変換が行われないようにするとともに、乗算値を「１」、加算値を「０」に設定して特性が変化しないようにしている。
【０１０７】
ところで、上述したように、合成制御（ＷＢ補正＋ＩＳＯ感度制御）における合成ゲインＴＧａｉｎの値はＲＧＢ信号毎に異なり、図２２（ａ）に示すＴＧａｉｎが「１」よりも大きい場合（ＴＧａｉｎ＞１）と、図２２（ｂ）に示すＴＧａｉｎが「１」よりも小さい場合（ＴＧａｉｎ＜１）とがあることを説明したが、或る撮像信号（ＲＧＢ信号）の合成制御において、必ずしもＴＧａｉｎ＞１とＴＧａｉｎ＜１との両方の場合の特性変換（乗算や加算処理）が行われる構成でなくともよく、いずれか一方のみ、すなわちＲＧＢ各色に対する合成制御が全てＴＧａｉｎ＞１となる場合、或いは、全てＴＧａｉｎ＜１となる場合の特性変換が行われる構成であってもよい。
【０１０８】
これは、“ＷＢ補正”では、基準の色を最も感度の高い色とした場合、その他の色のＷＢ補正用ゲインは必ず「１」より大きくなり、逆に、基準の色を最も感度の低い色とした場合、その他の色のＷＢ補正用ゲインは必ず「１」より小さくなる。一方、“ＩＳＯ感度制御”では、ＩＳＯ感度制御用ゲインが「１」のときを最低ＩＳＯ感度とする場合、その他の色のＩＳＯ感度制御用ゲインは必ず「１」より大きくなり、逆に、ＩＳＯ感度制御用ゲインが「１」のときを最高ＩＳＯ感度とする場合は、その他の色のＩＳＯ感度制御用ゲインは必ず「１」より小さくなる。したがって、ＷＢ補正とＩＳＯ感度制御とを合わせた合成制御も、すなわち上記ＷＢ補正用ゲインとＩＳＯ感度制御用ゲインとを掛け合わせてなる合成ゲインの値も、必ず「１」より大きくなる場合（上記ＲＧＢ各色に対する合成制御が全てＴＧａｉｎ＞１となる場合）と、必ず「１」より小さくなる場合（上記ＲＧＢ各色に対する合成制御が全てＴＧａｉｎ＜１となる場合）とが存在することになる。
【０１０９】
図２３は、デジタルカメラ１ｃの全体制御部８ｃの各機能を説明するための機能ブロック図である。全体制御部８ｃは、第３の実施形態における全体制御部８ｂに対し、特性変換制御部９０ｃが異なり、且つ、合成ゲイン算出部９１をさらに備えている。特性変換制御部９０ｃは、特性変換部５５０に対する上記Ｌｉｎ−Ｌｏｇ変換又はＬｏｇ−Ｌｉｎ変換処理等の動作制御を行うものである。合成ゲイン算出部９１は、ＷＢ補正用ゲインとＩＳＯ感度制御用ゲインとから例えば当該各ゲインを掛け合わせることにより合成制御用の合成ゲインを算出するものである。合成ゲイン算出部９１は、ＷＢ補正用ゲイン算出部９１１とＩＳＯ感度制御用ゲイン算出部９１２とを備えている。ＷＢ補正用ゲイン算出部９１１は、ＩＳＯ感度設定部８１に設定されたＩＳＯ感度と、撮像センサ３による撮影画像データから算出したＷＢ評価値とに基づいて、ＲＧＢ各信号に対するＷＢ補正用ゲインを算出するものである。ＩＳＯ感度制御用ゲイン算出部９１２は、ＩＳＯ感度設定部８１に設定されたＩＳＯ感度に基づいて、ＲＧＢ各信号に対するＩＳＯ感度制御用ゲインを算出するものである。なお、ＷＢ評価値は、ＷＢ補正用ゲイン算出部９１１によって算出する構成としてもよいし、上記撮像センサ駆動制御部８２ｂによって算出する構成としてもよい。
【０１１０】
図２４は、第４の実施形態におけるデジタルカメラ１ｃによるＩＳＯ感度制御（合成制御）に関する動作の一例を示すフローチャートである。先ず、ユーザによって操作部１０からの指示入力に基づきＩＳＯ感度情報（ＩＳＯ１００やＩＳＯ２００等のＩＳＯ感度情報）が全体制御部８ｃのＩＳＯ感度設定部８１に設定される（ステップＳ３１）。撮像センサ３による撮影が実行され、該撮像センサ３からアナログ値としての撮像信号が出力される（ステップＳ３２）。このアナログ値としての撮像信号がＡ／Ｄ変換部５ａによるＡ／Ｄ変換処理によってデジタル値に変換される（ステップＳ３３）。そして、このデジタル値としてのＲ、Ｇ、Ｂ各色の撮像信号Ｖ１０がＩＳＯ感度制御部４ａに入力され、加算器５０１によって黒レベル補正が行われて撮像信号Ｖ１１が出力される（ステップＳ３４）。次に、合成ゲイン算出部９１によって、設定ＩＳＯ感度及びＷＢ評価値に基づいて合成ゲインが算出される（ステップＳ３５）。そして、この算出された合成ゲインが１より大きいか小さいかに応じて、特性変換部５５０により、入力された撮像信号Ｖ１１に対する上記Ｌｉｎ−Ｌｏｇ変換又はＬｏｇ−Ｌｉｎ変換が行われて撮像信号Ｖ１６が出力される（ステップＳ３６）。特性変換部５５０から出力された撮像信号Ｖ１６に対する乗算処理が乗算器５０３によって行われて撮像信号Ｖ１７が出力されるとともに（ステップＳ３７）、撮像信号Ｖ１６に対する加算（減算）処理が加算器５０６によって行われて撮像信号Ｖ１８が出力される（ステップＳ３８）。一方、レジスタ５１０から出力された閾値信号Ｖｔｈ５０（ＴＧａｉｎ＞１の場合）又はＶｔｈ６０（ＴＧａｉｎ＜１の場合）と、撮像信号Ｖ１１とが比較器５０９において比較処理され、比較結果としての比較信号Ｖ１２（比較値）が出力される（ステップＳ３９）。そして、セレクタ５１１によって、この比較信号Ｖ１２（正又は負の信号）に基づき、上記ステップＳ３７、Ｓ３８においてそれぞれ出力された撮像信号Ｖ１７、Ｖ１８に対する信号選択がなされ、合成制御がなされたデジタル値としての撮像信号Ｖ１９が出力される（ステップＳ４０）。
【０１１１】
以上のように、第１及び第２の実施形態における撮像装置（デジタルカメラ１、１ａ）によれば、全体制御部８（８ａ）すなわち撮像センサ駆動制御部８２（切替点制御部）によって、異なる光電変換特性を２つ以上有する撮像センサ３（固体撮像素子）の該異なる光電変換特性の切り替わり点（変曲点）の位置が制御される。また、乗算部４３（乗算器５０３）によって、撮像センサ３からの撮像信号（撮像信号Ｖ０（Ｖ０’又はＶ１））に対する乗算（増幅）処理が行われ、加算部４４（加算器５０６）によって、撮像センサ３からの撮像信号に対する加算処理が行われる。また、信号選択部４６（セレクタ５１１）によって、切り替わり点の位置に関する所定の選択基準情報（比較信号Ｖ２）に基づいて、乗算部４３（乗算器５０３）の乗算処理により得られる信号（撮像信号Ｖ３）と加算部４４（加算器５０６）の加算処理により得られる信号（撮像信号Ｖ４）とに対する信号選択が行われる。そして、これら乗算部４３（乗算器５０３）、加算部４４（加算器５０６）及び撮像センサ駆動制御部８２によって、被写体輝度の入力に対する出力度合いを示す所定の感度（ＩＳＯ感度）に応じて、乗算処理における乗算値、加算処理における加算値及び切り替わり点の位置が変更される。これにより、所定の感度に応じて、撮像信号つまり撮影画像の変曲点位置を変更したり、撮影画像に対して乗算処理や加算処理を施したりすることができ、選択基準情報すなわち変曲点位置（変曲点レベル）に基づいて、該変曲点位置を境とする信号選択処理を行うことで、例えば乗算処理が施されてなる線形特性領域の画像（撮像信号Ｖ３）と、加算処理が施されてなる対数特性領域の画像（撮像信号Ｖ４）とからなる撮影画像（撮像信号Ｖ５）を求めるといったことが可能となるため、異なる光電変換特性を有する撮像センサ３により得られた撮影画像（線形／対数画像）に対するＩＳＯ感度の制御を行うことができ、ひいては撮影画像の高画質化を図ることができる。
【０１１２】
また、撮像センサ駆動制御部８２によって、ＩＳＯ感度に応じて切り替わり点の位置が変更され、乗算部４３（乗算器５０３）及び加算部４４（加算器５０６）によって、それぞれ当該撮像センサ駆動制御部８２によって切り替わり点の位置が変更された光電変換特性に基づき得られた撮像信号に対する乗算処理及び加算処理が行われる。このように、ＩＳＯ感度に応じて切り替わり点の位置が変更された後、この切り替わり点の位置が変更された撮影画像に対する乗算処理及び加算処理が行われるため、感度制御を行う際の乗算処理及び加算処理等によって、撮像信号の出力レベルが所定レベル、例えば一般的に設定される上限値レベル（例えば上述の１．０Ｖ）を超過してしまい、好適な感度制御が行われなくなることを確実に防止することができる。
【０１１３】
また、第１の実施形態において、乗算部４３（乗算回路）、加算部４４（加算回路）及び比較部４５（比較回路）に入力される撮像センサ３からの撮像信号はアナログ信号であるため、換言すれば、ＩＳＯ感度制御部４にはアナログ信号が入力されてアナログ信号として処理され、ＩＳＯ感度制御部４から出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部５に入力される構成であるため、ＩＳＯ感度制御における画像の所謂ざらつき（量子化誤差）を抑えることができる。
【０１１４】
また、第２の実施形態において、乗算器５０３及び加算器５０６に入力される撮像センサ３からの撮像信号はＡ／Ｄ変換部５ａからのデジタル信号であるため、アナログ処理と比べてより正確なＩＳＯ感度制御が可能となる。
【０１１５】
また、第１の実施形態におけるデジタルカメラ１は、以下のように言うこともできる。すなわち、デジタルカメラ１は、被写体輝度の入力に対する出力度合いを示す所定の感度（ＩＳＯ感度）に応じて、切替点制御回路（全体制御部８すなわち撮像センサ駆動制御部８２）によって、異なる光電変換特性を２つ以上有する固体撮像素子（撮像センサ３）の該異なる光電変換特性の切り替わり点（変曲点）の位置が制御される。また、所定の感度に応じて、乗算回路（乗算部４３）により、切替スイッチ（スイッチＳＷ１〜ＳＷ４）による切り替えに応じて固体撮像素子からの撮像信号に対する乗算処理が行われるとともに、加算回路（加算部４４）により、切替スイッチ（スイッチＳＷ５〜ＳＷ８）による切り替えに応じて固体撮像素子からの撮像信号に対する加算処理が行われる。一方、比較回路（比較部４５）によって、固体撮像素子からの撮像信号に対して切り替わり点の位置に関する所定の比較処理が行われる。また、信号選択回路（信号選択部４６）によって、比較回路の比較処理により得られた選択基準用信号に基づいて、乗算回路の乗算処理により得られる信号と加算回路の加算処理により得られる信号とに対する信号選択が行われる。これにより、所定の感度に応じて、撮像信号つまり撮影画像の変曲点位置を変更したり、撮影画像に対して乗算処理や加算処理を施したりすることができ、選択基準用信号すなわち変曲点位置（変曲点レベル）に基づいて、該変曲点位置を境とする信号選択処理を行うことで、例えば乗算処理が施されてなる線形特性領域の画像（撮像信号Ｖ３）と、加算処理が施されてなる対数特性領域の画像（撮像信号Ｖ４）とからなる撮影画像（撮像信号Ｖ５）を求めるといったことが可能となるため、異なる光電変換特性を有する撮像センサにより得られた撮影画像（線形／対数画像）に対するＩＳＯ感度の制御を行うことができ、ひいては撮影画像の高画質化を図ることができる。
【０１１６】
この場合も上記と同様、切替点制御回路によって、感度に応じて切り替わり点の位置が変更され、乗算回路及び加算回路によって、それぞれ当該切替点制御回路によって切り替わり点の位置が変更された光電変換特性に基づき得られた撮像信号に対する乗算処理及び加算処理が行われる。このように、感度に応じて切り替わり点の位置が変更された後、この切り替わり点の位置が変更された撮影画像に対する乗算処理及び加算処理が行われるため、感度制御を行う際の乗算処理及び加算処理等によって、撮像信号の出力レベルが所定レベル、例えば一般的に設定される上限値レベル（例えば上述の１．０Ｖ）を超過してしまい、好適な感度制御が行われなくなることを確実に防止できる。
【０１１７】
また、黒レベル補正回路（黒レベル補正部４２）によって、固体撮像素子からの撮像信号に対して乗算処理及び加算処理の前に黒レベル補正処理が行われるため、黒レベル補正された撮像信号Ｖ１（撮影画像）に対するＩＳＯ感度調整を行うことができ、ひいては高精度の感度制御を行うことが可能となる。
【０１１８】
また、第３の実施形態における撮像装置（デジタルカメラ１ｂ）によれば、乗算器５０３によって、異なる光電変換特性を２つ以上有する撮像センサ３（固体撮像素子）からの撮像信号に対する乗算処理が行われ、加算器５０６によって、この撮像センサ３からの撮像信号に対する加算処理が行われる。また、特性変換部５２０によって、複数の異なる光電変換特性の１つ（例えば図１５（ｂ）の特性６０２に示す線形特性）が他の光電変換特性（図１５（ｂ）の特性６０３に示す対数特性）に変換され、セレクタ５１１（信号選択部）によって、光電変換特性の切り替わり点（例えば図１５に示す変曲点レベルＶｔｈ３０）の位置に関する所定の選択基準情報（比較信号Ｖ１２）に基づいて、乗算器５０３の乗算処理により得られる信号（撮像信号Ｖ１３）と加算器５０６の加算処理により得られる信号（撮像信号Ｖ１４）とに対する信号選択が行われる。そして、これら乗算器５０３及び加算器５０６によって、被写体輝度の入力に対する出力度合いを示す所定の感度（ＩＳＯ感度）に応じて、乗算処理における乗算値及び加算処理における加算値が変更される。このように、特性変換部５２０によって異なる光電変換特性の１つ例えば線形特性データが他の光電変換特性例えば対数特性データに変換され、ＩＳＯ感度に応じて、当該データ変換処理が施された変換画像データに対して乗算処理や加算処理が施されるとともに、例えばこの変換画像データの特性の切り替わり点（Ｖｔｈ３０）に関する選択基準情報に基づいて乗算及び加算処理された画像信号の選択が行われるので、異なる光電変換特性を有する撮像センサ３の撮影画像（線形／対数画像）に対するＩＳＯ感度制御を、例えば撮影時におけるアナログ的な撮像センサ３に対する切り替わり点の位置の制御（変曲点制御）を行うことなく、且つ当該各処理を例えばデジタル信号処理（演算処理）のみによって行うことが可能となり、ひいてはＩＳＯ感度制御の高速化、高精度化を図ることができる。
【０１１９】
また、第４の実施形態における撮像装置（デジタルカメラ１ｃ）によれば、撮像センサ３は、カラー撮像素子であり、特性変換部５５０によって、異なる光電変換特性の１つ（例えば図２２（ａ）の特性７０２に示す線形特性）を他の光電変換特性（図２２（ａ）の特性７０３に示す対数特性）に変換するＬｉｎ−Ｌｏｇ変換（第１の特性変換）及び／又は上記他の光電変換特性（図２２（ｂ）の特性７１２に示す対数特性）を上記１つの光電変換特性（図２２（ｂ）の特性７１３に示す線形特性）に変換するＬｏｇ−Ｌｉｎ変換（第２の特性変換）が行われる。そして、合成ゲイン算出部９１（合成ゲイン設定部）によって、カラー撮像素子からの色信号に対する色の調整（ＷＢ補正）に関するゲインと、ＩＳＯ感度の調整に関するゲインとを合成してなる合成ゲインが設定され、特性変換部５５０によって、合成ゲイン算出部９１に設定された合成ゲインに応じて、Ｌｉｎ−Ｌｏｇ変換及び／又はＬｏｇ−Ｌｉｎ変換が行われ、乗算器５０３及び加算器５０６によって、ＲＧＢ信号の各色毎に、この合成ゲインから得られる乗算値及び加算値を用いた乗算処理及び加算処理が行われる。
【０１２０】
このように、ＩＳＯ感度制御用ゲインとＷＢ補正用ゲインとが合成された合成ゲインを用いて、ＲＧＢの色信号毎に当該各処理（合成制御）が行われるので、合成ゲインという同一の制御パラメータを用いてＩＳＯ感度制御とＷＢ補正とを同時に実行することが可能となり、換言すれば、ＩＳＯ感度の調整に伴ってＷＢ補正も同時に行うことが可能となり、ＩＳＯ感度制御及びＷＢ補正に対する制御効率の向上（制御時間の短縮化）、ひいては撮影の高速化を図ることができる。また、当該ＩＳＯ感度制御及びＷＢ補正とを例えば同一の機能部（回路；制御装置）によって行うことが可能となり（ＩＳＯ感度制御回路とＷＢ補正回路との共通化を図ることができ）、ひいては撮像装置の簡素化（装置規模の削減）を図ることができる。
【０１２１】
さらに、上記特性変換部５５０における乗算器５０３及び加算器５０６に入力されるカラー撮像素子からのＲＧＢの色信号はデジタル信号であるため、合成ゲインに基づいてＩＳＯ感度制御及びＷＢ補正を行う構成を、デジタル回路を用いて容易に実現することが可能となる。また、当該ＩＳＯ感度制御及びＷＢ補正がデジタル処理にて行われることで、アナログ処理と比べてより正確なＩＳＯ感度制御及びＷＢ補正が可能となる。
【０１２２】
なお、本発明は、以下の態様をとることができる。
（Ａ）第１の実施形態においては、加算部４４におけるＩＳＯ感度に応じた加算値の違いは、ＩＳＯ感度に対応した第２〜第５ブロック４１２〜４１５からの出力電圧値を異ならせることで（抵抗Ｒ１５〜Ｒ１８は同じ抵抗値に設定）実現していたが、これに限定されず、例えば第２〜第５ブロック４１２〜４１５からの出力電圧を同じ電圧値（一定）としておき、抵抗側を変化させることで、すなわち抵抗Ｒ１５〜Ｒ１８の抵抗値を異なるものとしておくことで、各種ＩＳＯ感度に応じた所望の加算値（電圧）が得られる構成としてもよい。
【０１２３】
（Ｂ）第１の実施形態における信号選択部４６での信号選択処理時に使用する変曲点レベル情報を有する選択基準用信号（比較信号Ｖ２）は、上述したように、比較部４５を備え、閾値電圧Ｖｔｈから比較部４５における比較処理に基づいて求めるという方法でなくともよく、例えば比較部４５を備えずに（比較部４５を備えているが経由せずに）、閾値信号出力部８４から直接、当該比較信号Ｖ２に相当する信号を生成してこれを信号選択部４６に入力する構成としてもよい。この場合、ＩＳＯ感度毎に設定された比較信号Ｖ２が閾値信号出力部８４から出力されてもよい。なお、第２〜第４の実施形態における当該比較信号を用いた選択を行う各機能部に対してもこの変形態様（B）を適用することができる。
【０１２４】
（Ｃ）第１〜第４の実施形態における各ＩＳＯ感度制御部は必ずしも黒レベル補正部を備えずともよく、この場合、例えばＩＳＯ感度制御部に入力される前の撮像信号において、既に当該黒レベル補正がなされたものが得られるような装置構成としてもよい。また、黒レベル補正を行わない撮像信号を入力してその撮像信号に対して乗算、加算処理等を施してＩＳＯ感度調整を行ってもよい。
【０１２５】
（Ｄ）図１９に示すＩＳＯ感度制御部１１又は図２１に示す特性変換部５５０を、ＲＧＢ各信号毎に備える構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】第１の実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラを示し、このデジタルカメラの主に撮像処理に関する概略的なブロック構成図である。
【図２】上記デジタルカメラに用いられる撮像センサの光電変換特性の一例を示すグラフ図である。
【図３】上記デジタルカメラの全体制御部の各機能を説明するための機能ブロック図である。
【図４】上記デジタルカメラのＩＳＯ感度の概念について説明するためのグラフ図である。
【図５】図１に示すＩＳＯ感度制御部の具体的な構成の一例を示す回路図である。
【図６】黒レベル補正処理について説明するグラフ図である。
【図７】第１の実施形態において、ＩＳＯ感度をＩＳＯ１００からＩＳＯ２００に変更する場合の撮像信号の出力電圧の変化の様子を示すグラフ図である。
【図８】第１の実施形態におけるデジタルカメラによるＩＳＯ感度制御に関する動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】第２の実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラの撮像処理に関する概略的なブロック構成図である。
【図１０】図９に示すＩＳＯ感度制御部のデジタル回路構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】図９に示すデジタルカメラの全体制御部の各機能を説明するための機能ブロック図である。
【図１２】第２の実施形態におけるデジタルカメラによるＩＳＯ感度制御に関する動作の一例を示すフローチャートである。
【図１３】第３の実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラによるＩＳＯ感度制御部のデジタル回路構成の一例を示すブロック図である。
【図１４】図１３に示す特性変換部の一構成例を示すブロック図である。
【図１５】第３の実施形態のＩＳＯ感度制御におけるＩＳＯ感度をＩＳＯ１００からＩＳＯ２００に変更する場合の撮像信号の出力電圧（特性）の変化の様子を示すグラフ図であり、（ａ）は、ＩＳＯ感度制御部における、特性変換部での特性変換処理前の変化の様子、（ｂ）は、特性変換部での特性変換処理時の変化の様子、（ｃ）は、特性変換部より後段での乗算部及び加算部における処理時の変化の様子を示す図である。
【図１６】図１３におけるデジタルカメラの全体制御部の各機能を説明するための機能ブロック図である。
【図１７】第３の実施形態におけるデジタルカメラによるＩＳＯ感度制御に関する動作の一例を示すフローチャートである。
【図１８】第４の実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラの撮像処理に関する概略的なブロック構成図である。
【図１９】ＩＳＯ感度／ＷＢ制御部のデジタル回路構成の一例を示すブロック図である。
【図２０】撮像信号におけるＲＧＢ信号を説明するためのグラフ図である。
【図２１】図１９に示す特性変換部の一構成例を示すブロック図である。
【図２２】第４の実施形態における合成制御に関する、ＩＳＯ感度をＩＳＯ１００からＩＳＯ２００に変更する場合の、Ｒ、Ｇ、Ｂ各信号における出力電圧（特性）の変化の様子を示すグラフ図であり、（ａ）は、合成ゲインＴＧａｉｎが１より大きい場合の変化の様子、（ｂ）は、合成ゲインＴＧａｉｎが１より小さい場合の変化の様子を示す図である。
【図２３】図１８に示すデジタルカメラの全体制御部の各機能を説明するための機能ブロック図である。
【図２４】第４の実施形態におけるデジタルカメラによるＩＳＯ感度制御（合成制御）に関する動作の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２７】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ  デジタルカメラ（撮像装置）
３  撮像センサ（固体撮像素子）
４、４ａ、４ｂ  ＩＳＯ感度制御部
４１  電圧信号出力部
４２  黒レベル補正部（黒レベル補正回路）
４３  乗算部（乗算回路）
４４  加算部（加算回路）
４５  比較部（比較回路）
４６  信号選択部（信号選択回路）
５、５ａ  Ａ／Ｄ変換部
５０３  乗算器（乗算部）
５０６  加算器（加算部）
５２０  特性変換部（請求項９記載の特性変換部）
５５０  特性変換部（請求項１０記載の特性変換部）
８、８ａ、８ｂ、８ｃ  全体制御部
８１  ＩＳＯ感度設定部
８２  撮像センサ駆動制御部（切替点制御部、切替点制御回路）
１１  ＩＳＯ感度／ＷＢ制御部
９１  合成ゲイン算出部（合成ゲイン設定部）
【図１】
2006352804.tif 000003
【図２】
2006352804.tif 000004
【図３】
2006352804.tif 000005
【図４】
2006352804.tif 000006
【図５】
2006352804.tif 000007
【図６】
2006352804.tif 000008
【図７】
2006352804.tif 000009
【図８】
2006352804.tif 000010
【図９】
2006352804.tif 000011
【図１０】
2006352804.tif 000012
【図１１】
2006352804.tif 000013
【図１２】
2006352804.tif 000014
【図１３】
2006352804.tif 000015
【図１４】
2006352804.tif 000016
【図１５】
2006352804.tif 000017
【図１６】
2006352804.tif 000018
【図１７】
2006352804.tif 000019
【図１８】
2006352804.tif 000020
【図１９】
2006352804.tif 000021
【図２０】
2006352804.tif 000022
【図２１】
2006352804.tif 000023
【図２２】
2006352804.tif 000024
【図２３】
2006352804.tif 000025
【図２４】
2006352804.tif 000026